JPS6172877A - Knocking controller - Google Patents

Knocking controller

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Publication number
JPS6172877A
JPS6172877A JP59193540A JP19354084A JPS6172877A JP S6172877 A JPS6172877 A JP S6172877A JP 59193540 A JP59193540 A JP 59193540A JP 19354084 A JP19354084 A JP 19354084A JP S6172877 A JPS6172877 A JP S6172877A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
knocking
vibration
timing advance
noise
Prior art date
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Pending
Application number
JP59193540A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Naito
内藤 宏幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP59193540A priority Critical patent/JPS6172877A/en
Publication of JPS6172877A publication Critical patent/JPS6172877A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/152Digital data processing dependent on pinking
    • F02P5/1522Digital data processing dependent on pinking with particular means concerning an individual cylinder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform knocking control in a proper manner, by delaying the ignition timing in time of detecting a knocking vibration and, when the knocking vibration fails to reduce even if the delay timing advance exceeds a comparative delay timing advance, regarding the cylinder in a combustion stroke as a noise cylinder. CONSTITUTION:There are provided with a knock vibration detecting device (b) inputting an output signal out of a knock sensor (a) and each of engine running state and crank angle detecting devices (d) and (c). A timing advance value is set according to a running state by a timing advance value setting device (e), and when a compensation signal to be mentioned later is inputted, the timing advance value is compensated to the delayed timing advance side according to a knocking vibration. And, in a cylinder discriminating device (f), in the case where a variation in the knocking vibration is below the specified value when the timing advance value is compensated to the delayed timing advance side as much as the comparative delay timing advance, the cylinder in a combustion stroke at that time is discriminated as a noise cylinder. And, when the cylinder in the combustion stroke is not the said noise cylinder, a compensation signal is emitted out of a compensation signal generating device (g) whereby an ignition signal is generated according to the compensated timing advance value.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明はノッキング制御装置、詳しくは点火時期を制御
してエンジンに発生するノッキングを抑制する装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a knocking control device, and more particularly to a device that controls ignition timing to suppress knocking occurring in an engine.

(従来技術) ノッキングは未燃焼部分のガスの圧縮着火を主原因とし
ており、激しく発生するとエネルギーの損失(出力低下
)やエンジン各部への衝撃、さらには燃費の低下等を招
くため回避することが望ましい。
(Prior technology) Knocking is mainly caused by compression ignition of unburned gas, and if it occurs violently, it can cause loss of energy (lower output), shock to various parts of the engine, and lower fuel efficiency, so it cannot be avoided. desirable.

このようなノッキングを抑制する従来の装置としては、
例えば実開昭59−6734号公報記載の[ノッキング
検出装置」を用いたものがある。この装置は、エンジン
本体(シリンダブロック)に取り付けたノックセンサに
より該本体の振動を検出するとともに、この振動成分を
フィルタを通しであるいはフーリエ変換により分析して
その周波数と振幅を求め、これらに基づいてノッキング
の発生を判別している。そして、ノッキング発生と判別
した場合、ノッキングの強度に応じて点火時期を制御し
く例えば、遅らせる)、ノッキングを抑制している。
Conventional devices to suppress such knocking include:
For example, there is a device using the "knocking detection device" described in Japanese Utility Model Application Publication No. 59-6734. This device uses a knock sensor attached to the engine body (cylinder block) to detect the vibration of the engine body, and analyzes this vibration component through a filter or by Fourier transformation to determine its frequency and amplitude. The occurrence of knocking is determined by When it is determined that knocking has occurred, the ignition timing is controlled (for example, delayed) in accordance with the intensity of knocking to suppress knocking.

しかしながら、このような従来のノッキング制御装置に
あっては、ノックセンサにより検出される振動成分の周
波数と振動を分析してノッキングの発生を判別しノッキ
ング発生と判別すると点火時期を遅らせる構成となって
いたため、バルブ、ピストン等のエンジンの運動部分に
起因する機械的振動(これはメカニカルノイズとなる。
However, such conventional knocking control devices are configured to analyze the frequency and vibration of the vibration component detected by the knock sensor to determine whether knocking has occurred, and if it is determined that knocking has occurred, delay the ignition timing. Therefore, mechanical vibrations caused by moving parts of the engine such as valves and pistons (this becomes mechanical noise).

以下、これをメカノイズと略称する。Hereinafter, this will be abbreviated as mechanical noise.

)がノッキングによる振動(正規のノッキング信号とな
る。以下、これを正規ノックと略称する。)と同一の周
波数、振幅を有する場合には、両者を区別することがで
きず該機械的振動をノッキングによる振動とみなしてし
まう。すなわち、メカノイズを正規ノックとみなしてし
まう。
) has the same frequency and amplitude as the vibration caused by knocking (which becomes a regular knocking signal. Hereinafter referred to as regular knocking), it is not possible to distinguish between the two, and the mechanical vibration is called knocking. It is considered as vibration due to In other words, mechanical noise is regarded as a regular knock.

そして、このノッキング発生の誤判断により点火時期が
制御されると、ノッキングでないにも拘らず必要以上に
点火時期が遅角側に制御されることとなり、出力低下、
燃費悪化、排気組成悪化等(以下、運転性能の低下とい
う)を招くという問題点があった。
If the ignition timing is controlled due to this erroneous determination that knocking has occurred, the ignition timing will be controlled to be more retarded than necessary even though there is no knocking, resulting in a decrease in output.
There has been a problem in that it causes deterioration in fuel efficiency, deterioration in exhaust composition, etc. (hereinafter referred to as deterioration in driving performance).

(発明の目的) そこで本発明は、所定のノッキング振動を検出したとき
最大遅角量を限度として点火時期を遅らせるとともに、
その遅角量が比較遅角量を超えても該ノッキング振動が
低減しないときは燃焼行程にある気筒をノイズ気筒とみ
なしてこれを逐次学習し、次回のノッキング振動検出時
にはこの学習結果に基づいて点火時期を制御することに
より、メカノイズと正規ノックとを正確に判別しノッキ
ング抑制のための点火時期制御を適切なものとして(点
火時期の遅れすぎをなくシ)、運転性能の低下を回避す
ることを目的としている。
(Object of the Invention) Therefore, the present invention aims to delay the ignition timing up to the maximum retardation amount when a predetermined knocking vibration is detected, and to
If the knocking vibration does not reduce even if the retardation amount exceeds the comparative retardation amount, the cylinder in the combustion stroke is regarded as a noise cylinder and this is learned sequentially, and the next time the knocking vibration is detected, based on this learning result. By controlling the ignition timing, it is possible to accurately distinguish between mechanical noise and regular knocking, and to appropriately control the ignition timing to suppress knocking (avoiding excessive delays in ignition timing), thereby avoiding deterioration in driving performance. It is an object.

(発明の構成) 第1図は本発明を明示するための全体構成図である。(Structure of the invention) FIG. 1 is an overall configuration diagram for clearly explaining the present invention.

ノックセンサaはエンジン本体の振動を検出しており、
ノック振動検出手段すはこのノックセンサaの出力を判
別して所定のノッキング振動を検出する。運転状態検出
手段dはエンジンの運転状態を検出しており、進角値設
定手段eは運転状態に基づいて進角値を設定するととも
に、補正信号が入力されると該進角値をノッキング振動
に応じて最大遅角量を限度として遅角側に補正する。一
方、クランク角検出手段Cはエンジンのクランク角を検
出しており、気筒判別手段fは進角値が比較遅角量だけ
遅角側に補正されたときノッキング振動の変化が所定値
以下であればエンジンのクランク角にもとづいてそのと
き燃焼行程にある気筒をノイズ気筒として判別するとと
もに、これをそのときの運転状態に対応するものとして
学習し記憶する。補正信号発生手段gは所定のノッキン
グ振動が発生したとき気筒判別手段fからそのときの運
転状態に対応するノイズ気筒を読み出し、これが燃焼行
程にある気筒と一致しなければ前記補正信号を出力し、
点火信号発生手段りは進角値設定手段eにより決定され
た進角値に対応するタイミングで点火信号を出力する。
Knock sensor a detects vibrations in the engine body,
The knock vibration detection means determines the output of the knock sensor a to detect a predetermined knock vibration. The operating state detection means d detects the operating state of the engine, and the advance angle value setting means e sets the advance angle value based on the operating state, and when a correction signal is input, the advance angle value is set to the knocking vibration. Correct the angle to the retard side up to the maximum retard amount according to the amount. On the other hand, the crank angle detection means C detects the crank angle of the engine, and the cylinder discrimination means f detects whether the change in knocking vibration is less than a predetermined value when the advance value is corrected to the retard side by the comparative retard amount. For example, the cylinder in the combustion stroke at that time is determined as a noise cylinder based on the crank angle of the engine, and this is learned and stored as corresponding to the operating state at that time. When a predetermined knocking vibration occurs, the correction signal generating means g reads a noise cylinder corresponding to the operating state at that time from the cylinder determining means f, and outputs the correction signal if this does not match the cylinder in the combustion stroke,
The ignition signal generating means outputs an ignition signal at a timing corresponding to the advance angle value determined by the advance angle value setting means e.

そして、点火手段iが点火信号に基づいて混合気に点火
することにより、メカノイズと正規ノックとを正確に判
別するとともに点火時期の遅れすぎを防ぐものである。
The ignition means i ignites the air-fuel mixture based on the ignition signal, thereby accurately distinguishing between mechanical noise and regular knock, and preventing the ignition timing from being delayed too much.

(実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第2〜5図は本発明の一実施例を示す図である。2 to 5 are diagrams showing an embodiment of the present invention.

まず、構成を説明する。第2図において、1は4気筒の
エンジンであり、吸入空気はエアクリーナ2より吸気管
3を通して各気筒に供給され、燃料は噴射信号S+に基
づきインジェクタ4により噴射される。各気筒には点火
プラグ5が装着されており、点火プラグ5にはディスト
リビュータ6を介して点火コイル7からの高圧パルスP
iが供給される。これらの点火プラグ5、ディストリビ
ュータ6および点火コイル7は混合気に点火する点火手
段8を構成しており、点火手段8は点火信号Spに基づ
いて高圧パルスP1を発生し放電させる。そして、気筒
内の混合気は高圧パルスPiの放電によって着火、爆発
し、排気となって排気管9を通して排出される。吸入空
気の流量Qaはエアフローメータ10により検出され、
吸気管3内の絞弁11によって制御される。エンジン1
本体の振動Veはノックセンサ12により検出され、ノ
ックセンサ12の出力はノック振動検出手段13に入力
される。ノック振動検出手段13は振動Veの周波数と
振幅をそれぞれ所定基準値と比較して所定のノッキング
振動Vnを検出する。例えば、約7K Hzの周波数を
もち所定の振動レベルよりも高い振動Veをノッキング
振動Vnとして検出する。また、エンジン1のクランク
角(ピストン位置)はクランク角センサ(クランク角検
出手段)14により検出されており、クランク角センサ
14はディストリビュータ6に内蔵され所定のロータプ
レート15を有している。ロータプレー目5には第3図
に示すように基準信号用および角度信号用の各スリン)
 15 a、15bが形成されており、その形成位置と
しては、角度信号用スリン) 15 aは外周部に1°
おきに360個、基準信号用スリット15bはその内側
に90° (但し、ディストリビュータ角)おきに4個
設けられる。
First, the configuration will be explained. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a four-cylinder engine, in which intake air is supplied from an air cleaner 2 to each cylinder through an intake pipe 3, and fuel is injected by an injector 4 based on an injection signal S+. Each cylinder is equipped with an ignition plug 5, and the ignition plug 5 receives a high-voltage pulse P from an ignition coil 7 via a distributor 6.
i is supplied. The spark plug 5, the distributor 6, and the ignition coil 7 constitute an ignition means 8 that ignites the air-fuel mixture, and the ignition means 8 generates and discharges a high-voltage pulse P1 based on the ignition signal Sp. Then, the air-fuel mixture in the cylinder is ignited and exploded by the discharge of the high-pressure pulse Pi, and is discharged through the exhaust pipe 9 as exhaust gas. The intake air flow rate Qa is detected by the air flow meter 10,
It is controlled by a throttle valve 11 in the intake pipe 3. engine 1
The vibration Ve of the main body is detected by a knock sensor 12, and the output of the knock sensor 12 is input to a knock vibration detection means 13. The knocking vibration detection means 13 compares the frequency and amplitude of the vibration Ve with predetermined reference values to detect a predetermined knocking vibration Vn. For example, a vibration Ve having a frequency of about 7 kHz and higher than a predetermined vibration level is detected as a knocking vibration Vn. Further, the crank angle (piston position) of the engine 1 is detected by a crank angle sensor (crank angle detecting means) 14, and the crank angle sensor 14 is built into the distributor 6 and has a predetermined rotor plate 15. As shown in Figure 3, the rotor plate eye 5 has each ring for reference signals and angle signals.
15a and 15b are formed, and their formation position is 1° on the outer periphery.
Four reference signal slits 15b are provided at intervals of 90° (distributor angle) inside the reference signal slits 15b.

また、基準信号用のスリットについては第1気筒に対応
するスリット(#1)が他のスリットより幅広く形成さ
れ第1気筒の判別信号として用いられる。なお、この基
準信号用スリット15bは4気筒以外のエンジンの場合
、例えば6気筒では60°毎に、また8気筒では45°
毎に設けられる。そして、クランク角センサー4は、例
えば発光ダイオードからの光をこれらのスリット15a
、15bで断続し、受光ダイオードでこの光を受けて電
圧による0N−OFF信号(パルス)に変換して出力す
る。したがって、クランク角センサー4からはクランク
角で180°毎に基準信号Ciが、2°毎に角度信号C
,が出力される。基準信号C1は、各ピストンが圧縮上
死点前70° (BTDC70°)の位置にあるとき出
力されるようにセットされる。これは点火時期制御が上
死点前のタイミングで行われており、必然的に上死点前
の基準信号を必要とするからである。また、基準信号C
iの入力タイミングと順序を検出することにより、燃焼
行程にある気筒を判別することができる。さらに、角度
信号C8をカウントすることにより、エンジン1の回転
数Nを算出することができる。上記エアフローメータ1
0およびクランク角センサ14は運転状態検出手段16
を構成しており、運転状態検出手段16およびノック振
動検出手段13からの信号はコントロールユニット17
に入力される。
Regarding the reference signal slits, the slit (#1) corresponding to the first cylinder is formed wider than the other slits and is used as a discrimination signal for the first cylinder. Note that this reference signal slit 15b is inserted at every 60° for a 6-cylinder engine, and at 45° for an 8-cylinder engine in the case of an engine other than 4 cylinders.
provided for each The crank angle sensor 4 transmits light from, for example, a light emitting diode through these slits 15a.
, 15b, and the light receiving diode receives this light and converts it into a voltage ON-OFF signal (pulse) and outputs it. Therefore, the crank angle sensor 4 outputs a reference signal Ci every 180 degrees of crank angle, and an angle signal C every 2 degrees.
, is output. The reference signal C1 is set to be output when each piston is at a position of 70° before compression top dead center (BTDC70°). This is because ignition timing control is performed at a timing before top dead center, and necessarily requires a reference signal before top dead center. Also, the reference signal C
By detecting the input timing and order of i, it is possible to determine which cylinder is in the combustion stroke. Furthermore, by counting the angle signal C8, the rotation speed N of the engine 1 can be calculated. Air flow meter 1 above
0 and crank angle sensor 14 are operating state detection means 16
The signals from the operating state detection means 16 and the knock vibration detection means 13 are transmitted to the control unit 17.
is input.

コントロールユニット17は進角値設定手段、気筒判別
手段、補正信号発生手段および点火信号発生手段として
の機能を有しており、CPU21、ROM22、RAM
23およびI/’Oボート24により構成される。CP
U21はROM22に書き込まれているプログラムに従
ってI10ボート24より必要とする外部データを取り
込んだり、またRAM23との間でデータの授受を行っ
たりしながら演算処理し、必要に応じて処理したデータ
をI10ボート24へ出力する。I10ポート24には
運転状態検出手段16からの信号が入力されるとともに
、I10ボート24からは噴射信号Siおよび点火信号
Spが出力される。ROM22はCPU21を制御する
プログラムを格納しており、RAM23は例えば不揮発
性メモリにより構成され演算に使用するデータをマツプ
等の形で記憶するとともに、その記憶内容をエンジン1
停止後も保持する。
The control unit 17 has functions as advance angle value setting means, cylinder discrimination means, correction signal generation means, and ignition signal generation means, and includes a CPU 21, a ROM 22, and a RAM 22.
23 and an I/'O boat 24. C.P.
U21 takes in necessary external data from the I10 boat 24 according to the program written in the ROM 22, performs arithmetic processing while exchanging data with the RAM 23, and transfers the processed data to the I10 as necessary. Output to boat 24. A signal from the operating state detection means 16 is input to the I10 port 24, and an injection signal Si and an ignition signal Sp are output from the I10 boat 24. The ROM 22 stores a program that controls the CPU 21, and the RAM 23 is composed of, for example, a non-volatile memory and stores data used in calculations in the form of a map, and the stored contents are stored in the engine 1.
Retains even after stopping.

次に作用を説明する。Next, the effect will be explained.

一般に、ノッキングを回避する方法の1つとして点火時
期制御が行われる。これは、ノッキングが発生していな
いとき点火時期を進角さ廿、ノッキングが発生すると点
火時期を遅らせることにより、ノッキングを出来る限り
回避しつり燃焼状態を最適に制御しようとするものであ
る。ところが、ノッキング発生の判断を誤ると、点火時
期制御の効果を得ることができず、逆に燃焼状態を悪化
させてしまう。従来は所定条件下でノッキング発生の判
断を誤り、上記不具合が発生する。
Generally, ignition timing control is performed as one method to avoid knocking. This aims to avoid knocking as much as possible and optimally control the combustion state by advancing the ignition timing when no knocking occurs, and retarding the ignition timing when knocking occurs. However, if the occurrence of knocking is incorrectly determined, the effect of ignition timing control cannot be obtained, and on the contrary, the combustion state may deteriorate. Conventionally, under certain conditions, the occurrence of knocking is incorrectly determined, resulting in the above-mentioned problem.

ここで、正規のノッキングは混合気の点火、爆発に起因
していることに着目すると、このタイミングを判断パラ
メータの1つとして併用すればノッキング発生の判断を
正確なものに近づけることが可能である。一方、多気筒
エンジンにあっては、所定の1気筒でノッキングの発生
が予想されるクランク角では他の気筒の何れかが吸・排
気タイミングとなっていることが多い。
Focusing on the fact that normal knocking is caused by the ignition and explosion of the air-fuel mixture, if this timing is also used as one of the judgment parameters, it is possible to make a more accurate judgment on the occurrence of knocking. . On the other hand, in a multi-cylinder engine, at a crank angle at which knocking is expected to occur in one predetermined cylinder, the intake/exhaust timing is often set in one of the other cylinders.

このようなエンジンでは、吸・排気ポートを開閉する動
弁機構が作用するときノッキング振動Vnに類似する大
きな振動が発生する。したがって、単に発生タイミング
を判断パラメータの1つに併用するのみでは正規のノッ
キングであるか否かの判断が難しい場合もありうる。す
なわち、元来振動の多いエンジンのノッキングを正確に
検出するためには、信号とメカノイズの分離をいかに工
夫するかが重要なポイントとなる。
In such an engine, large vibrations similar to knocking vibrations Vn occur when a valve mechanism that opens and closes intake and exhaust ports operates. Therefore, it may be difficult to determine whether knocking is normal or not by simply using the occurrence timing as one of the determination parameters. In other words, in order to accurately detect knocking in an engine that inherently vibrates a lot, an important point is how to separate the signal and mechanical noise.

そこで本実施例では、点火時期をずらしたとき点火タイ
ミングにない気筒であればノイズ振動Vnに変化がなく
、点火タイミングにある気筒であればノイズ振動Vnが
変化するという点に着目して、ノッキング振動Vnが発
生したとき最大遅角量K L Mを限度として点火時期
を遅らせるとともに、ノイズしきい値βnまで遅らせた
ときのノッキング振動Vnの変化の有無を判別してメカ
ノイズと正規ノックとを正確に区別するとともに、この
結果を運転状態に応じて逐次学習しておき次回以降のノ
ッキング判断にこの学習結果を併用することで、ノッキ
ング判断を正確かつ速やかに行ってノッキング抑制制御
を適切なものとする(燃焼状態を最適なものにする)一
方、点火時期の遅角量βを上記最大遅角量(KLM)に
制限することで、ノッキング判断のための遅角制御に伴
う不具合(遅れすぎによる運転性能の低下)を避けてい
る。
Therefore, in this embodiment, we focused on the fact that when the ignition timing is shifted, if the cylinder is not at the ignition timing, the noise vibration Vn will not change, but if the cylinder is at the ignition timing, the noise vibration Vn will change. When vibration Vn occurs, the ignition timing is delayed up to the maximum retardation amount K L M, and when the ignition timing is delayed to the noise threshold value βn, it is determined whether or not there is a change in the knocking vibration Vn, thereby accurately distinguishing mechanical noise from normal knock. In addition to learning this result one by one according to the driving condition and using this learning result in the next knocking judgment, the knocking judgment can be made accurately and quickly and the knocking suppression control can be performed appropriately. On the other hand, by limiting the ignition timing retard amount β to the maximum retard amount (KLM) mentioned above, problems associated with retard control for determining knocking (due to too much retardation) can be avoided. (deterioration of driving performance) is avoided.

第4.5図はROM22に書き込まれているノッキング
制御のプログラムを示すフローチャートであり、図中P
、〜P31はプログラムの各ステップを示している。
Figure 4.5 is a flowchart showing the knocking control program written in the ROM 22, and in the figure P
, ~P31 indicate each step of the program.

第4図はノッキング判別のプログラムを示すフローチャ
ートであり、本プログラムはエンジン回転に同期してク
ランク角180°毎に1度実行される。なお、4気筒以
外の場合、例えば6気筒では120°毎、8気筒では9
0°毎に1度実行することになる。
FIG. 4 is a flowchart showing a knocking determination program, and this program is executed once every 180 degrees of crank angle in synchronization with engine rotation. For models other than 4 cylinders, for example, every 120° for 6 cylinders, and 9° for 8 cylinders.
It will be executed once every 0°.

まず、P、で燃焼行程にある気筒を判別し、P2で所定
のノッキング振動Vnが発生しているか否かを判別する
。このノッキング振動Vnは正規ノックのみならず正規
ノックと同一の振動成分を有するメカノイズも含むもの
であり、これだけでは正規ノックと断定はできない。ノ
ッキング振動が発生していないときは今回のプログラム
を終了し、発生しているときはP3でノイズ気筒マツプ
(例えば、吸入空気量Qaと回転数Nをパラメータとす
る2次元のテーブルマツプにノイズ気筒をストアしたも
の)からそのときの運転状態に対応するノイズ気筒Ni
の番号をルックアンプし、P4でノック位置気筒Np(
燃焼行程にある気筒をいう。以下、同様)の番号をこの
ノイズ気1viNiの番号と比較する。そして、Np=
Niのときはノイズ気筒に起因するメカノイズであると
判断して今回のプログラムを終了する。したがって、こ
のときは後述のノック抑制制御を実行することなく直ち
にメカノイズと断定することができ、点火時期を遅角制
御せずして燃焼状態を最適に維持することができる。こ
れは、後述のノイズ学習フローNGFによりノイズ気筒
マツプが常に最新のデータで書き換えられているからで
あり、以前にメカノイズと判別された場合、それ以後で
は同一運転状態のとき直ちにメカノイズと断定できるた
めである。一方、Np≠Niのときは現在のノッキング
振動Vnが正規ノックあるいは新たなメカノイズ(今ま
でのノイズ気筒マツプにストアされていないもの)の何
れであるかを判断するためノイズ学習フローNGFに移
行する。なお、ノイズ学習フローNGFでは後述する点
火時期制御プログラムの10m5毎の実行により点火時
期が所定条件下で遅角制御されていることを前提として
いる。
First, at P, it is determined which cylinder is in the combustion stroke, and at P2, it is determined whether or not a predetermined knocking vibration Vn is occurring. This knocking vibration Vn includes not only regular knocking but also mechanical noise having the same vibration components as regular knocking, and it cannot be determined from this alone that it is regular knocking. If knocking vibration is not occurring, end the current program, and if knocking vibration is occurring, go to P3 to create a noise cylinder map (for example, a two-dimensional table map with intake air amount Qa and rotational speed N as parameters). ) from the noise cylinder Ni corresponding to the operating condition at that time.
Look up the number of and use P4 to set the knock position cylinder Np (
A cylinder that is in the combustion process. The same applies hereafter) is compared with the number of this noise 1viNi. And Np=
When it is Ni, it is determined that the noise is mechanical noise caused by the noise cylinder, and the current program is terminated. Therefore, in this case, it is possible to immediately determine that it is mechanical noise without performing knock suppression control, which will be described later, and it is possible to optimally maintain the combustion state without retarding the ignition timing. This is because the noise cylinder map is always rewritten with the latest data by the noise learning flow NGF described later, and if it was previously determined to be mechanical noise, it can be immediately determined to be mechanical noise in the same operating state thereafter. It is. On the other hand, when Np≠Ni, the process shifts to the noise learning flow NGF in order to determine whether the current knocking vibration Vn is a regular knock or a new mechanical noise (not stored in the previous noise cylinder map). . Note that the noise learning flow NGF is based on the premise that the ignition timing is retarded under predetermined conditions by executing the ignition timing control program, which will be described later, every 10 m5.

ノイズ学習フローNGFでは、まずP、で現運転状態に
対応する遅角量βのノイズしきい値(比較遅角量)βn
を所定のしきい値マツプからルックアップする。ノイズ
しきい値βnはメカノイズと正規ノックとを区別するた
めの基準値であり、点火時期をこのβnだけ遅らせた場
合、メカノイズであればノッキング振動Vnが低減され
ず、正規ノックであれば低減されかつその低減量が定量
的に把握されるという値に設定される。このノイズしき
い値βnは運転状態に応じて異なる値が採用されており
、例えば、QaとNからなる2次元のテーブルマツプ上
にその最適値がストアされている。次いで、P6で現在
の遅角量βをノイズしきい値βnと比較し、β≦βnの
ときはノッキング判別には遅角量βが未だ不十分である
と判断してP7でノック判別タイマをリセットしてその
時間計測値tnをt n=Qとするとともに、気筒毎に
設けられたノック判別カウンタをリセットしてそのカウ
ント値C’nをCn=oとしてP8に進む。一方、β〉
βnのときはノッキング判別が可能であると判断して、
まずP9でノック判別カラン夕のカウント値Cnに〔1
〕を加算し、Pl。で時間計測値tnがt n=Qであ
るか否かを判別する。この時間計測値tnはβ〉βn以
降におけるノッキング振動Vnの継続時間を表している
。t n=Qのとき(例えば、β〈βn以降の初回のル
ーチン)はpHでノック判別タイマをスタートさせ、t
n≠0のとき(初回以後のルーチン)はPl2で時間計
測値tnを判別基準値toと比較する。tn≧toのと
きは既にt。
In the noise learning flow NGF, first, at P, the noise threshold (comparative retardation amount) βn of the retardation amount β corresponding to the current operating state is determined.
is looked up from a predetermined threshold map. The noise threshold βn is a reference value for distinguishing between mechanical noise and regular knock, and if the ignition timing is delayed by this βn, the knocking vibration Vn will not be reduced if it is mechanical noise, but it will be reduced if it is regular knock. The value is set so that the amount of reduction can be quantitatively understood. Different values are adopted for this noise threshold βn depending on the operating state, and the optimum value is stored on a two-dimensional table map consisting of Qa and N, for example. Next, in P6, the current retard amount β is compared with the noise threshold value βn, and when β≦βn, it is determined that the retard amount β is still insufficient for knocking determination, and the knock determination timer is activated in P7. The time measurement value tn is reset to tn=Q, and the knock discrimination counter provided for each cylinder is reset to set the count value C'n to Cn=o, and the process proceeds to P8. On the other hand, β〉
When βn, it is determined that knocking can be detected, and
First, in P9, the count value Cn of the knock discrimination counter is set to [1].
] and Pl. It is determined whether or not the time measurement value tn is tn=Q. This time measurement value tn represents the duration of the knocking vibration Vn after β>βn. When t n = Q (for example, the first routine after β<βn), start the knock discrimination timer with pH, and
When n≠0 (routine after the first time), the time measurement value tn is compared with the discrimination reference value to at Pl2. When tn≧to, it is already t.

なる一定期間が経過したと判断してpHでノック判別タ
イマおよびノック判別カウンタをリセットしてpHに進
む。また、tn<toのときはPl4でカウント値Cn
を判別基準値coと比較し、Cn=Coであればノック
抑制制御を実行したにも拘らず一定期間内に頻繁にノッ
キング振動Vnが発生しているため、メカノイズである
と判断して現在のノック位置気筒Npをノイズ気筒Ni
であるとみなしP6で該気筒Npの番号を所定のノイズ
気筒マツプに書き込む。
It is determined that a certain period of time has elapsed, the knock discrimination timer and the knock discrimination counter are reset at pH, and the process proceeds to pH. In addition, when tn<to, count value Cn is set at Pl4.
is compared with the discrimination reference value co, and if Cn=Co, knocking vibration Vn occurs frequently within a certain period of time despite executing knock suppression control, so it is determined that it is mechanical noise and the current Knock position cylinder Np to noise cylinder Ni
In P6, the number of the cylinder Np is written in a predetermined noise cylinder map.

一方、Cn≠Coであれば正規ノックであると判断して
P8でノック回数をカウントするノックカウンタのカウ
ンタ値KNCT (以下、ノックカウンタ値という)に
〔1〕を加算して今回のプログラムを終了する。このよ
うに、ノイズ学習フローNGFではノイズしいき値βn
を超えて点火時期を遅角制御したときノッキング振動V
nの変化からメカノイズと正規ノイズとを明確に区別す
ることができる。そして、このようなノイズ学習を行う
度にノイズ学習マツプのデータが常に最新の値に書き換
えられる。したがって、ノイズ学習を行った運転域にお
いては、次回以後のルーチンでノッキング振動Vnが検
出されたとき対応する気筒がノイズ気筒Niと一致すれ
ば、直ちにメカノイズであると断定することができる。
On the other hand, if Cn≠Co, it is determined that it is a regular knock, and in P8, [1] is added to the counter value KNCT (hereinafter referred to as knock counter value) of the knock counter that counts the number of knocks, and the current program ends. do. In this way, in the noise learning flow NGF, the noise threshold βn
Knocking vibration V when the ignition timing is retarded beyond
Mechanical noise and regular noise can be clearly distinguished from the change in n. Each time such noise learning is performed, the data in the noise learning map is always updated to the latest value. Therefore, in the operating range where noise learning was performed, if knocking vibration Vn is detected in the next routine and the corresponding cylinder matches the noise cylinder Ni, it can be immediately determined that it is mechanical noise.

このため、不必要な遅角制御を省くことができ、これは
従来例で指摘したような点火時期の遅れすぎによる運転
性能の低下を回避できることにつながる。
Therefore, unnecessary retard control can be omitted, which leads to avoidance of deterioration in driving performance due to too much delay in ignition timing, as pointed out in the conventional example.

第5図は点火時期制御のプログラムを示すフローチャー
トであり、本プログラムは10m5毎に1度実行される
FIG. 5 is a flowchart showing an ignition timing control program, and this program is executed once every 10 m5.

まず、P2.でノックカウント値KNCTを読み込み、
P7.てこの値が零であるか否か(すなわち、ノッキン
グ振動Vnが発生していないか否か)を判別する。KN
CT=0のときはノッキング振動Vnが発生していない
と判断してPX3に進み、KNCT≠0のときは遅角補
正フローTHFに移行する。遅角補正フローTHFでは
、P2J+でノックカウント値KNCTから〔l〕を減
算し、Pバで進角値θを遅角側に補正する(遅らせる)
遅角量βにノック1回当りの遅角補正量Drを加算して
Pz&に進む。PAではノックカウント値KNCTが零
であるか否かを判別し、KNCT≠0のときは再びP、
−P店−PzIlのループを実行し、KNCT=0にな
るとP2.に進む。すなわち、遅角補正フローTHFで
はノック発生回数に応じて遅角量βを決定する。したが
って、ノック発生回数が多い程、遅角量βは大きくなる
First, P2. Read the knock count value KNCT with
P7. It is determined whether the value of the lever is zero (that is, whether or not knocking vibration Vn is occurring). KN
When CT=0, it is determined that knocking vibration Vn has not occurred and the process proceeds to PX3, and when KNCT≠0, the process proceeds to the retard correction flow THF. In the retard angle correction flow THF, P2J+ subtracts [l] from the knock count value KNCT, and P bar corrects the advance angle value θ to the retard side (delays).
The retardation correction amount Dr per one knock is added to the retardation amount β, and the process proceeds to Pz&. PA determines whether the knock count value KNCT is zero or not, and if KNCT≠0, P is set again.
-P store-PzIl loop is executed, and when KNCT=0, P2. Proceed to. That is, in the retard angle correction flow THF, the retard amount β is determined according to the number of knock occurrences. Therefore, the larger the number of knock occurrences, the larger the retard amount β becomes.

次いで、PX3で遅角量βを所定の最大遅角量KLMと
比較し、β≦KLMのときはそのまま進角補正フロー5
)(Fに移行し、β>K LMのときはPX7でβ−K
LMとして(すなわち、βをKLMに制限して)進角補
正フローSHFに移行する。最大遅角量KLMの値は正
規ノックであればノッキング振動Vnが抑制される大き
さに設定される。したがって、ノッキング抑制のための
遅角量βは最大遅角1iKLM以下の値に制限されるこ
ととなり、例えばメカノイズの場合であっても点火時期
の遅れすぎによる運転性能の低下を避けることができる
。因に、従来はメカノイズあるいは正規ノックに拘らず
所定のノッキング振動Vnが検出されると該振動Vnを
抑制するように遅角量βを大きくしており、特にメカノ
イズの場合遅角制御の効果が現れず上記不具合を招くの
みであった。
Next, PX3 compares the retard amount β with a predetermined maximum retard amount KLM, and if β≦KLM, the advance angle correction flow 5 is performed.
) (Move to F, and when β>K LM, use PX7 to convert β-K
As LM (that is, β is limited to KLM), the advance angle correction flow SHF is entered. The value of the maximum retardation amount KLM is set to a value that suppresses the knocking vibration Vn in the case of regular knocking. Therefore, the amount of retardation β for suppressing knocking is limited to a value equal to or less than the maximum retardation angle 1iKLM, and even in the case of mechanical noise, for example, it is possible to avoid deterioration in driving performance due to too much delay in the ignition timing. Incidentally, conventionally, when a predetermined knocking vibration Vn is detected regardless of mechanical noise or regular knock, the retard amount β is increased to suppress the vibration Vn, and in particular, in the case of mechanical noise, the effect of retard control is This only resulted in the above problem.

進角補正フローSHFでは、P、8で遅角量βから進角
補正量Daを減算してP29に進む。
In the advance angle correction flow SHF, the advance angle correction amount Da is subtracted from the retard amount β at P, 8, and the process proceeds to P29.

進角補正量Daは一定時間当りの進角分であり、本プロ
グラムでは10m5毎の進角分となる。した  。
The advance angle correction amount Da is an advance angle amount per fixed time, and in this program, it is an advance angle amount every 10 m5. did .

かって、上述の遅角制御を実行しながら10 ms毎に
進角補正量Daだけ点火時期が進角されていく。次いで
、P、9で遅角量βが負の値になったか否かを判別し、
β〈0のときはPioでβ−0としてPalに進み、β
≧0のときはそのままPSlに進む。β=0という状態
は、遅角制御されず点火時期が最適な進角値と等しいこ
とを意味している。PSlでは次式■に従って最終進角
値FADVを演算する。
Once, while executing the above-mentioned retard control, the ignition timing is advanced by the advance angle correction amount Da every 10 ms. Next, it is determined whether the retard amount β has become a negative value at P,9,
When β〈0, proceed to Pal as β-0 in Pio, and β
If ≧0, proceed directly to PSl. The state β=0 means that no retard control is performed and the ignition timing is equal to the optimum advance value. In PSl, the final advance angle value FADV is calculated according to the following equation (2).

FADV=θ−β     −一−−−−■但し、θ:
進角値 ■式において、進角値θは、例えば吸入空気量Qaと回
転数Nをパラメータとする2次元のテーブルマツプから
そのときの運転状態に対応する最適値をルックアップし
て決定する。最終進角値FADVは各気筒の上死点前7
0°から数えて何deg目で点火するかを表す進角デー
タであり、そのときの運転状態に対応する進角値θを遅
角量βで補正することにより決定される。そして、この
最終進角値FADVに対応するタイミングで混合気に点
火される。
FADV=θ−β −1−−−■However, θ:
Advance angle value In formula (2), the advance angle value θ is determined by looking up the optimum value corresponding to the current operating state from a two-dimensional table map using, for example, the intake air amount Qa and the rotational speed N as parameters. The final advance value FADV is 7 before the top dead center of each cylinder.
This is advance angle data that indicates at what degree counting from 0° the ignition is to be performed, and is determined by correcting the advance angle value θ corresponding to the driving state at that time with the retard amount β. Then, the air-fuel mixture is ignited at a timing corresponding to this final advance value FADV.

以上をまとめると、ノッキング振動Vnが発生していな
いときおよび発生していても以前の学習結果から直ちに
メカノイズであると判別したときは点火時期が遅角制御
されずFADV−θとなって常に最適な燃焼状態に維持
される。
To summarize the above, when knocking vibration Vn does not occur, and even if knocking vibration occurs but is immediately determined to be mechanical noise based on previous learning results, the ignition timing is not retarded and becomes FADV-θ, which is always optimal. Maintains a good combustion condition.

一方、正規ノックが発生したときおよび以前の学習結果
にないメカノイズが発生したときはノックカウント値K
NCTに応じて点火時期が遅角制御され、ノックの抑制
あるいはメカノイズの判別が行われる。この遅角制御の
プロセスでは遅角量βが最大遅角量KLMを超えること
は禁止されるため、メカノイズの場合に点火時期の遅れ
すぎを防ぐことができ、運転性能の低下を回避すること
ができる。特に、本体の軽量化等によりメカノイズの発
生しやすいエンジンにあっては、このような効果が顕著
である。
On the other hand, when a regular knock occurs or when mechanical noise that is not included in the previous learning results occurs, the knock count value K
The ignition timing is retarded according to the NCT, and knocking is suppressed or mechanical noise is determined. In this retard control process, the retard amount β is prohibited from exceeding the maximum retard amount KLM, so it is possible to prevent the ignition timing from being delayed too much in the case of mechanical noise, and to avoid deterioration in driving performance. can. This effect is particularly noticeable in engines that tend to generate mechanical noise due to their lighter weight.

(効果) 本発明によれば、正規ノックとメカノイズを正確に判別
してノッキングを適切に抑制することができるとともに
、ノッキング抑制のための点火時期の遅れすぎを防ぐこ
とができ、運転性能の低下を回避することができる。
(Effects) According to the present invention, knocking can be appropriately suppressed by accurately distinguishing between regular knocking and mechanical noise, and it is also possible to prevent the ignition timing from being delayed too much to suppress knocking, resulting in a decrease in driving performance. can be avoided.

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

第1図は本発明の全体構成図、第2〜5図は本発明の一
実施例を示す図であり、第2図はその概略構成図、第3
図はそのクランク角センサのロータプレートの平面図、
第4図はそのノッキング判別のプログラムを示すフロー
チャート、第5図はその点火時期制御のプログラムを示
すフローチャートである。 8−−−−−一点火手段、 12−−−−−−ノックセンサ、 13−−−−−−ノック振動検出手段、14−−一−・
−クランク角検出手段、16−−−−−一運転状態検出
手段、 17−・−コントロールユニット(進角値設定手段、気
筒判別手段、補正信号発生 手段、点火信号発生手段)。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the present invention, FIGS. 2 to 5 are diagrams showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram thereof, and FIG.
The figure is a plan view of the rotor plate of the crank angle sensor.
FIG. 4 is a flowchart showing the knocking determination program, and FIG. 5 is a flowchart showing the ignition timing control program. 8-----1 ignition means, 12-----knock sensor, 13-----knock vibration detection means, 14--1-.
- Crank angle detection means, 16 - - Operating state detection means, 17 - Control unit (advance value setting means, cylinder discrimination means, correction signal generation means, ignition signal generation means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 a)エンジン本体の振動を検出するノックセンサと、 b)ノックセンサの出力を判別して所定のノッキング振
動を検出するノック振動検出手段と、c)エンジンのク
ランク角を検出するクランク角検出手段と、 d)エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
、 e)運転状態に基づいて進角値を設定するとともに、補
正信号が入力されると該進角値をノッキング振動に応じ
て最大遅角量を限度として遅角側に補正する進角値設定
手段と、 f)進角値が比較遅角量だけ遅角側に補正されたときノ
ッキング振動の変化が所定値以下であればエンジンのク
ランク角に基づいてそのとき燃焼行程にある気筒をノイ
ズ気筒として判別するとともに、これをそのときの運転
状態に対応するものとして学習し記憶する気筒判別手段
と、 g)所定のノッキング振動が発生したとき気筒判別手段
からそのときの運転状態に対応するノイズ気筒を読み出
し、これが燃焼行程にある気筒と一致しなければ前記補
正信号を出力する補正信号発生手段と、 h)進角値設定手段により決定された進角値に対応する
タイミングで点火信号を出力する点火信号発生手段と、 i)点火信号に基づいて混合気に点火する点火手段と、 を備えたことを特徴とするノッキング制御装置。
[Scope of Claims] a) a knock sensor that detects vibrations of the engine body; b) knock vibration detection means that determines the output of the knock sensor and detects predetermined knock vibration; and c) detects the crank angle of the engine. d) operating state detecting means for detecting the operating state of the engine; and e) setting an advance angle value based on the operating state and knocking the advance angle value when a correction signal is input. a lead angle value setting means for correcting to the retard side up to a maximum retard amount according to the vibration; If the cylinder angle is below, the cylinder in the combustion stroke at that time is determined as a noise cylinder based on the crank angle of the engine, and the cylinder determination means learns and stores this as corresponding to the operating state at that time; g) a predetermined value; h) correction signal generation means for reading out a noise cylinder corresponding to the operating state at that time from the cylinder discrimination means when knocking vibration occurs, and outputting the correction signal if the noise cylinder does not match the cylinder in the combustion stroke; An ignition signal generating means for outputting an ignition signal at a timing corresponding to the advance angle value determined by the angle value setting means; and i) an ignition means for igniting the air-fuel mixture based on the ignition signal. Knocking control device.
JP59193540A 1984-09-14 1984-09-14 Knocking controller Pending JPS6172877A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03206339A (en) * 1989-10-30 1991-09-09 Mitsubishi Electric Corp Device and method for knock control in internal combustion engine
JP2012184704A (en) * 2011-03-04 2012-09-27 Toyota Motor Corp Diagnostic apparatus of internal combustion engine

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