JPH037063B2 - - Google Patents
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- JPH037063B2 JPH037063B2 JP56125991A JP12599181A JPH037063B2 JP H037063 B2 JPH037063 B2 JP H037063B2 JP 56125991 A JP56125991 A JP 56125991A JP 12599181 A JP12599181 A JP 12599181A JP H037063 B2 JPH037063 B2 JP H037063B2
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- G—PHYSICS
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- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
- G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、内燃機関のノツキング発生の有無を
検出する装置、特に比較判定基準値のためのバツ
クグランド値の算出の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device for detecting the occurrence of knocking in an internal combustion engine, and particularly to an improvement in calculating a background value for a comparison criterion value.
機関の異常燃焼に伴つて発生する機械的振動、
即ちノツキングをノツクセンサと称する振動検出
素子により電気的振動変動として検出するノツキ
ング検出方法においては、ノツクセンサから出力
される電気信号の振幅を比較基準値と比較するこ
とにより、その検出した振動がはたしてノツキン
グによるものなのか否かを判別することが行われ
る。この場合、比較基準値を一定値に固定するこ
となく、ノツクセンサのノツキングに無関係と考
えられる出力信号(以下バツクグランド信号)に
応じてこの比較基準値を変化させることにより、
ノツクセンサのバラツキ及び経時変化等を補償す
ることが可能となる。
Mechanical vibrations caused by abnormal engine combustion;
In other words, in the knocking detection method in which knocking is detected as an electrical vibration fluctuation using a vibration detection element called a knock sensor, by comparing the amplitude of the electrical signal output from the knock sensor with a comparison reference value, it is possible to determine whether the detected vibration is due to knocking. A determination is made as to whether the object is a real object or not. In this case, the comparison reference value is not fixed to a constant value, but is changed according to an output signal (hereinafter referred to as a background signal) that is considered to be unrelated to the knocking of the knock sensor.
It becomes possible to compensate for variations in the knock sensor, changes over time, and the like.
従来、上述のバツクグランド値による判定基準
値はノツクセンサの出力振幅値を積分回路によつ
て常時積分することによつて行つていた(たとえ
ば特開昭55−114878号公報)。しかし、マイクロ
コンピユータを採用して上記積分回路の機能をそ
のまま置換しようとした場合には、ノツクセンサ
の出力振幅値をA/D変換して取込んだ上で上述
の積分回路と同様の積分値演算をする訳である
が、A/D変換器の処理速度が遅いためにノツク
センサの信号を充分に多くA/D変換することが
できず、したがつて、やはり、ハードウエアとし
て積分回路を設けておく必要があり、装置コスト
の上昇を招くことになる。 Conventionally, the above-mentioned reference value based on the background value has been determined by constantly integrating the output amplitude value of the knock sensor using an integrating circuit (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 114878/1983). However, if a microcomputer is used to directly replace the function of the above-mentioned integrating circuit, the output amplitude value of the knock sensor is A/D converted and taken in, and then the integral value is calculated in the same way as in the above-mentioned integrating circuit. However, because the processing speed of the A/D converter is slow, it is not possible to A/D convert a sufficient number of signals from the knock sensor, so an integrating circuit is provided as hardware. This results in an increase in equipment cost.
そこで、本願出願人は、ノツクセンサの出力振
幅値をノツクセンサの出力振幅値をA/D変換し
て取込むシステムにおいて、第1の所定クランク
角範囲(バツクグランド信号検出範囲:圧縮行程
30゜CA・BTDC〜10゜CA・BTDC)でノツクセン
サの出力振幅値のピーク値をホールドし、これを
A/D変換して判定基準値として取込み、また、
第2の所定クランク角範囲(ノツキング検出範
囲:圧縮行程10゜CA・ATDC〜50゜CA・ATDC)
でノツクセンサの出力振幅値のピーク値をホール
ドし、これをA/D変換してノツキング信号とし
て取込み、上記判定基準値と比較することにより
ノツキング検出を行うことを既に提案している
(参照:特願昭56−93954号)。 Therefore, the applicant of the present application has proposed a first predetermined crank angle range (background signal detection range: compression stroke
Hold the peak value of the output amplitude value of the knock sensor at 30° CA・BTDC ~ 10° CA・BTDC), convert this into A/D and take it in as the judgment reference value, and
Second predetermined crank angle range (knocking detection range: compression stroke 10° CA/ATDC to 50° CA/ATDC)
It has already been proposed that knocking be detected by holding the peak value of the output amplitude value of the knock sensor, A/D converting it, capturing it as a knocking signal, and comparing it with the above-mentioned criterion value (see: (Gan Sho 56-93954).
しかしながら、上述の提案されたノツキング検
出方法においては、比較基準値は刻々と変化する
機関の状態におけるノツクセンサの最新のピーク
値を用いている点で好ましいものの、そのピーク
値がばらつきのどこにあるか判断できない。つま
り、各点火毎の現在のピーク値に依存して判定基
準値が演算されるため、過渡時の追随性はよいも
のの、ノイズ等の影響を強く受け、この結果、判
定基準値が本来のバツクグランド信号にもとづか
ないことがあり、したがつて、ノツキング有無の
検出を誤まるという課題がある。 However, in the knocking detection method proposed above, although it is preferable that the comparison reference value uses the latest peak value of the knock sensor under the constantly changing engine conditions, it is difficult to judge where the peak value is in the variation. Can not. In other words, the judgment reference value is calculated depending on the current peak value for each ignition, so although it has good followability during transient periods, it is strongly affected by noise etc., and as a result, the judgment reference value is not as high as it should be. This method may not be based on a ground signal, and therefore there is a problem in that the presence or absence of knocking may be incorrectly detected.
他方、特開昭54−141180号公報では、所定期間
の複数のノツクセンサの出力振幅値を蓄えてお
き、これらの平均値をもとに判定基準値を演算し
ているが、この場合には、過去の出力振幅値も現
在の出力振幅値も同等に取扱つているので、ノイ
ズ等の影響を受けにくいが、過渡時の追随性が低
下することになり、やはり、ノツキング有無の検
出を誤まるという課題があり、また、複数の出力
振幅値を蓄えるために、記憶装置(RAM)の容
量の増大を招くという課題もある。 On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-open No. 54-141180, output amplitude values of a plurality of knock sensors for a predetermined period are stored, and a judgment reference value is calculated based on the average value of these values. Since past output amplitude values and current output amplitude values are treated equally, they are less susceptible to noise, etc., but the ability to follow transients is reduced, which can lead to errors in detecting the presence or absence of knocking. Another problem is that storing multiple output amplitude values increases the capacity of the storage device (RAM).
したがつて、本発明の目的は、記憶装置の容量
の増大を招くことなく、精度の良い信頼性の高い
ノツキング検出が行えるノツキング検出装置を提
供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a knocking detection device that can perform accurate and reliable knocking detection without increasing the capacity of a storage device.
上述の課題を解決するための手段は第9図に示
される。すなわち、機械的振動を電気信号の振幅
変動に変換する少なくとも1つの振動検出素子よ
りなるノツクセンサを内燃機関の機関本体に装着
し、該ノツクセンサの電気信号に応じてノツキン
グ発生の有無を検出する装置において、ピーク値
検出手段はあらかじめ定めた少くとも1つの気筒
の点火後の所定クランク角度範囲における前記電
気信号の振幅値のピーク値aを検出し、平均値演
算手段はピーク値aの平均値Aを最近のピーク値
の影響が強くなるように重み付して(たとえばA
=(9・A+a)/10)各点火毎に演算し、ノツ
ク判定基準値演算手段は平均値Aをバツクグラン
ド値としてこれに所定値K、K′(>1)を乗算せ
しめてノツク判定基準値KA、K′Aを演算する。
この結果、比較手段は判定基準値KA、K′A′と上
述のピーク値aとを比較する。この比較手段の比
較結果に応じてノツキング発生の有無を判別する
ようにしたものである。
A means for solving the above problem is shown in FIG. That is, in a device for detecting whether or not knocking occurs, a knock sensor comprising at least one vibration detection element that converts mechanical vibration into an amplitude fluctuation of an electric signal is mounted on the engine body of an internal combustion engine, and the knock sensor detects the occurrence of knocking according to the electric signal of the knock sensor. , the peak value detection means detects a peak value a of the amplitude value of the electric signal in a predetermined crank angle range after ignition of at least one cylinder, and the average value calculation means calculates an average value A of the peak values a. It is weighted so that the influence of recent peak values is stronger (for example, A
= (9・A+a)/10) is calculated for each ignition, and the knock judgment reference value calculation means uses the average value A as a background value and multiplies it by predetermined values K and K'(>1) to determine the knock judgment criterion. Calculate the values KA and K′A.
As a result, the comparison means compares the determination reference values KA, K'A' with the above-mentioned peak value a. The presence or absence of knocking is determined according to the comparison result of this comparison means.
上述の手段によれば、平均値演算における重み
付け(上述のなまし比9:1)を適切に設定する
ことにより、現在のピークaを重視しつつ過去の
ピーク値aも生かした平均値Aが各点火毎に得ら
れる。したがつて、この平均値Aはノイズ等の影
響が小さく、過渡時に平均的な振動が刻々と変化
するときも追随性が維持される。また、複数のピ
ーク値を蓄える必要がなく、記憶装置の容量低減
にも寄与する。
According to the above-mentioned means, by appropriately setting the weighting in the average value calculation (the above-mentioned smoothing ratio of 9:1), the average value A that emphasizes the current peak value a and also takes advantage of the past peak value a can be obtained. Obtained for each ignition. Therefore, this average value A is less affected by noise and the like, and followability is maintained even when the average vibration changes moment by moment during a transient period. Furthermore, there is no need to store a plurality of peak values, which contributes to reducing the capacity of the storage device.
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail below using the drawings.
第1図は本発明の一実施例として、ノツキング
制御システムの全体の構成を概略的に表わしてい
る。同図において、10は機関のシリンダブロツ
ク、12はシリンダブロツク10に取り付けられ
たノツクセンサである。ノツクセンサ12は、例
えば圧電素子あるいは電磁素子等から構成され、
機械的振動を電気的な振幅変動に変換する周知の
ものである。第1図において、さらに、14はデ
イストリビユータを示しており、このデイストリ
ビユータ14にはクランク角センサ16及び18
が設けられている。クランク角センサ16は、気
筒判別用であり、この機関が6気筒であるとする
と、デイストリビユータ軸が1回転する毎、即ち
クランク軸が2回転する毎(720゜CA毎)に1つ
のパルスを発生する。その発生位置は、例えば、
第1気筒の上死点の如く設定される。クランク角
センサ18は、デイストリビユータ軸が1回転す
る毎に24個のパルス、従つてクランク角30゜毎の
パルスを発生する。 FIG. 1 schematically shows the overall configuration of a knocking control system as an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a cylinder block of the engine, and 12 is a knock sensor attached to the cylinder block 10. The knock sensor 12 is composed of, for example, a piezoelectric element or an electromagnetic element,
It is well known to convert mechanical vibrations into electrical amplitude fluctuations. In FIG. 1, 14 further indicates a distributor, and this distributor 14 includes crank angle sensors 16 and 18.
is provided. The crank angle sensor 16 is for cylinder discrimination, and if this engine has 6 cylinders, it generates one pulse every time the distributor shaft makes one revolution, that is, every two revolutions of the crankshaft (every 720° CA). occurs. The location of the occurrence is, for example,
It is set like the top dead center of the first cylinder. The crank angle sensor 18 generates 24 pulses each time the distributor shaft rotates, ie, every 30 degrees of crank angle.
ノツクセンサ12、クランク角センサ16及び
18からの電気信号は、制御回路20に送り込ま
れる。制御回路20には、さらに機関の吸気通路
22に設けられたエアフローセンサ24からの吸
入空気流量を表わす信号が送り込まれる。一方、
制御回路20からは、イグナイタ26に点火信号
が出力され、イグナイタ26によつて形成された
スパーク電流は、デイストリビユータ14を介し
て各気筒の点火プラグ28に分配される。 Electrical signals from the knock sensor 12 and crank angle sensors 16 and 18 are sent to a control circuit 20. The control circuit 20 is further fed with a signal representing the intake air flow rate from an air flow sensor 24 provided in the intake passage 22 of the engine. on the other hand,
The control circuit 20 outputs an ignition signal to the igniter 26, and the spark current generated by the igniter 26 is distributed to the spark plugs 28 of each cylinder via the distributor 14.
機関には、通常運転状態パラメータを検出する
その他の種々のセンサが設けられ、また、制御回
路20は、燃料噴射弁29等の制御をも行うが、
これらは本発明とは直接関係しないため、以下の
説明では、これらを全く省略する。 The engine is provided with various other sensors that detect normal operating state parameters, and the control circuit 20 also controls the fuel injection valve 29 and the like.
Since these are not directly related to the present invention, they will be completely omitted in the following description.
第2図は、第1図の制御回路20の一構成例を
表わすブロツク図である。エアフローセンサ24
からの電圧信号は、バツフア30を介してアナロ
グマルチプレクサ32に送り込まれマイクロコン
ピユータからの指示に応じて選択されてA/D変
換器34に印加され、2進信号に変換された後、
入出力ポート36を介してマイクロコンピユータ
内に取り込まれる。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the control circuit 20 shown in FIG. Air flow sensor 24
The voltage signal from is sent to the analog multiplexer 32 via the buffer 30, selected according to instructions from the microcomputer, and applied to the A/D converter 34, where it is converted into a binary signal.
It is taken into the microcomputer via the input/output port 36.
クランク角センサ16からのクランク角720゜毎
のパルスは、バツフア38を介して割込み要求信
号形成回路40に印加される。一方、クランク角
センサ18からのクランク角30゜毎のパルスは、
バツフア42を介して割込み要求信号形成回路4
0及び速度信号形成回路44に印加される。割込
み要求信号形成回路40は、クランク角720゜毎及
び30゜毎の各パルスから、種々の割込み要求信号
を形成する。これらの割込み要求信号は入出力ポ
ート46を介してマイクロコンピユータに印加さ
れる。速度信号形成回路44は、クランク角30゜
毎のパルスの周期から機関の回転速度Neを表す
2進信号を形成する。 Pulses at every 720° crank angle from the crank angle sensor 16 are applied to an interrupt request signal forming circuit 40 via a buffer 38. On the other hand, the pulses from the crank angle sensor 18 every 30 degrees of crank angle are:
Interrupt request signal forming circuit 4 via buffer 42
0 and is applied to the speed signal forming circuit 44. The interrupt request signal forming circuit 40 forms various interrupt request signals from pulses at every 720° and every 30° crank angle. These interrupt request signals are applied to the microcomputer via the input/output port 46. The speed signal forming circuit 44 forms a binary signal representing the rotational speed Ne of the engine from the period of pulses every 30 degrees of crank angle.
形成された回転速度信号は、入出力ポート46
を介してマイクロコンピユータに送り込まれる。 The formed rotational speed signal is sent to the input/output port 46
is sent to the microcomputer via the
ノツクセンサ12の出力信号は、インピーダン
ス変換用のバツフア及びノツキング個有の周波数
帯域(7〜8KHz)が通過帯域であるバンドパス
フイルタから成る回路48を介してピークホール
ド回路50に送り込まれる。ピークホールド回路
50は、線52及び入出力ポート46を介して
“1”レベルの信号がマイクロコンピユータから
印加されている際にのみ、ノツクセンサ12から
の出力信号を取り込み、その最大振幅のホールド
動作を行う。ピークホールド回路50の出力は、
A/D変換器54によつて2進信号に変換され、
入出力ポート46を介してマイクロコンピユータ
に送り込まれる。ただし、A/D変換器54の
A/D変換開始は、入出力ポート46及び線56
を介してマイクロコンピユータから印加される
A/D変換起動信号によつて行われる。また、
A/D変換が終了すると、A/D変換器54は、
線58及び入出力ポート46を介してマイクロコ
ンピユータにA/D変換完了通知を行う。 The output signal of the knock sensor 12 is sent to a peak hold circuit 50 via a circuit 48 comprising a buffer for impedance conversion and a bandpass filter whose pass band is a frequency band (7 to 8 kHz) specific to knocking. The peak hold circuit 50 takes in the output signal from the knock sensor 12 and holds the maximum amplitude only when a "1" level signal is applied from the microcomputer via the line 52 and the input/output port 46. conduct. The output of the peak hold circuit 50 is
converted into a binary signal by an A/D converter 54,
It is sent to the microcomputer via the input/output port 46. However, the A/D conversion of the A/D converter 54 starts at the input/output port 46 and the line 56.
This is performed by an A/D conversion activation signal applied from the microcomputer via the microcomputer. Also,
When the A/D conversion is completed, the A/D converter 54
A/D conversion completion notification is sent to the microcomputer via line 58 and input/output port 46.
一方、マイクロコンピユータから入出力ポート
46を介して駆動回路60に点火信号が出力され
ると、これが駆動信号に変換されてイグナイタ2
6が付勢され、その点火信号の持続時間及び持続
時期に応じた点火制御が行われる。 On the other hand, when an ignition signal is output from the microcomputer to the drive circuit 60 via the input/output port 46, this is converted into a drive signal and the igniter 2
6 is energized, and ignition control is performed according to the duration and duration of the ignition signal.
マイクロコンピユータは、前述の入出力ポート
36及び46と、マイクロプロセツサ(MPU)
62、ランダムアクセスメモリ(RAM)64、
リードオンリメモリ(ROM)66、図示しない
クロツク発生回路、メモリ制御回路、及びこれら
を接続するバス68等から主として構成されてお
り、ROM66内に格納されている制御プログラ
ムに従つて種々の処理を実行する。 The microcomputer has the aforementioned input/output ports 36 and 46 and a microprocessor (MPU).
62, random access memory (RAM) 64,
It mainly consists of a read-only memory (ROM) 66, a clock generation circuit (not shown), a memory control circuit, a bus 68 connecting these, etc., and executes various processes according to the control program stored in the ROM 66. do.
第3図乃至第6図は、その制御内容のうち、特
に本発明に関連した部分のみを表わすフローチヤ
ートである。これらの処理ルーチンによれば、ノ
ツキング発生時にノツクセンサ12からの信号中
にノツキング信号が含まれるような期間(ノツキ
ング検出期間)にノツクセンサ出力のピークホー
ルド動作が行われ、その最終値が2進信号として
取り込まれる。そしてさらに、所定回数のノツキ
ング検出期間にそれぞれ取り込まれた2進信号の
平均値が算出され、この平均値がバツクグランド
値として認識される。比較基準値がこのバツクグ
ランド値に応じて算出され、その比較基準値と各
ノツキング検出期間に取り込まれた2進信号値と
が比較されてノツキング発生の有無が判別され
る。 3 to 6 are flowcharts showing only the parts particularly related to the present invention among the control contents. According to these processing routines, a peak hold operation of the knock sensor output is performed during a period in which a knock signal is included in the signal from the knock sensor 12 when knocking occurs (knock detection period), and the final value is held as a binary signal. It is captured. Further, the average value of the binary signals taken in each knocking detection period a predetermined number of times is calculated, and this average value is recognized as a background value. A comparison reference value is calculated according to this background value, and the comparison reference value is compared with the binary signal value taken in each knocking detection period to determine whether or not knocking has occurred.
なお、上述のノツキング検出期間は、好ましく
は、各気筒あるいはあらかじめ定めた特定の気筒
の爆発行程における、10゜CA・ATDC〜50゜CA・
ATDC付近に選ばれる。 The knocking detection period described above is preferably between 10° CA ATDC and 50° CA during the explosion stroke of each cylinder or a predetermined specific cylinder.
Selected near ATDC.
以下第3図乃至第6図の処理ルーチンの内容に
ついて詳細に説明する。 The contents of the processing routines shown in FIGS. 3 to 6 will be explained in detail below.
割込み要求信号形成回路40から、各気筒ある
いはあらかじめ定めた特定の気筒の所定クランク
角度位置θ0CA、例えば爆発上死点あるいは圧縮
行程における30゜CA・BTDC、で所定の割込み要
求信号が印加されると、MPU62は第3図の割
込み処理ルーチンを実行する。即ち、ステツプ7
0において、ノツキング検出期間の始まる時刻t1
を算出する。この時刻t1とは、ソフトウエア上の
タイマの時刻であり、ノツキング検出期間の始ま
るクランク角度位置(例えば10゜CA・ATDC)、
現在のクランク角度位置(θ゜CA)、タイマの現在
の時刻t0、及び機関の回転速度Neが知られてい
れば容易に算出できることは明らかである。ステ
ツプ70の処理が終ると、この割込みルーチンは
終了し、プログラムはメインルーチンに復帰す
る。 A predetermined interrupt request signal is applied from the interrupt request signal forming circuit 40 at a predetermined crank angle position θ 0 CA of each cylinder or a predetermined specific cylinder, for example, at explosion top dead center or 30° CA BTDC in the compression stroke. Then, the MPU 62 executes the interrupt processing routine shown in FIG. That is, step 7
0, the time t 1 at which the knocking detection period begins
Calculate. This time t1 is the time of the timer on the software, and is the crank angle position at which the knocking detection period starts (for example, 10° CA・ATDC).
It is clear that the calculation can be easily performed if the current crank angle position (θ° CA), the current time t 0 of the timer, and the engine rotational speed Ne are known. Upon completion of step 70, the interrupt routine ends and the program returns to the main routine.
ソフトタイマの時刻がt1となると、時間割込み
要求が発生し、これによりMPU62は第4図の
割込み処理ルーチンを実行する。まずステツプ7
1において、ピークホールド回路50にノツクセ
ンサ12の出力のピークホールド動作を開始させ
る。これは、線52を介してピークホールド回路
50に、“1”レベルのピークホールド指示信号
を送り込むことによつて成される。次いで、ステ
ツプ72において、ノツキング検出期間の終る時
刻t2を算出する。ノツキング検出期間の終るクラ
ンク角度位置(例えば50゜CA・ATDC)があらか
じめ定められているため、このステツプ72の算
出方法は、ステツプ70の場合と同様である。次
いでステツプ73においてA/D変換器54に対
してA/D変換開始の指示を行つた後、メインル
ーチンに復帰する。 When the soft timer reaches time t1 , a time interrupt request is generated, which causes the MPU 62 to execute the interrupt processing routine shown in FIG. First step 7
1, the peak hold circuit 50 starts a peak hold operation of the output of the knock sensor 12. This is accomplished by sending a "1" level peak hold instruction signal to peak hold circuit 50 via line 52. Next, in step 72, the time t2 at which the knocking detection period ends is calculated. Since the crank angle position at which the knocking detection period ends (for example, 50° CA/ATDC) is determined in advance, the calculation method in step 72 is the same as in step 70. Next, in step 73, the A/D converter 54 is instructed to start A/D conversion, and then the process returns to the main routine.
A/D変換器54によるA/D変換が終了し、
A/D変換完了による割込み要求信号が線58を
介して印加されると、MPU62は第6図の割込
み処理ルーチンを実行する。まず、ステツプ74
において、ピークホールド回路50の出力を今回
A/D変換した値A/Diと前回のA/D変換値
A/Di-1とを比較し、次のステツプ75及び76
において、大きい方のA/D変換値をaに代入す
る。このaの内容はRAM64の所定の領域に格
納される。次のステツプ77においては、現在ピ
ークホールド動作中であるか否かを判別し、動作
中の場合はステツプ78に進んで再びA/D変換
を起動する。このように本実施例では、1回のピ
ークホールド動作期間中に複数回のA/D変換を
繰り返して行いその最大値を検出している。これ
は、ピークホールド値が時間の経過と共にピーク
値を維持せず、“ダレ”てきてしまうために行わ
れるものである。なお、優秀なピークホールド回
路を用いて上述の如き“ダレ”を防止した際に
は、A/D変換動作は、各ピークホールド動作期
間の終了時に1回だけ行えば良い。 A/D conversion by the A/D converter 54 is completed,
When an interrupt request signal due to completion of A/D conversion is applied via line 58, MPU 62 executes the interrupt processing routine shown in FIG. First, step 74
In step 75, the current A/D converted value A/Di of the output of the peak hold circuit 50 is compared with the previous A/D converted value A/Di -1 , and then the next steps 75 and 76 are performed.
In , the larger A/D conversion value is assigned to a. The contents of this a are stored in a predetermined area of the RAM 64. In the next step 77, it is determined whether or not the peak hold operation is currently in progress. If it is in operation, the process advances to step 78 and A/D conversion is started again. In this way, in this embodiment, A/D conversion is repeated a plurality of times during one peak hold operation period, and the maximum value thereof is detected. This is done because the peak hold value does not maintain its peak value and "sags" over time. Note that when an excellent peak hold circuit is used to prevent the above-mentioned "sag", the A/D conversion operation only needs to be performed once at the end of each peak hold operation period.
ソフトタイマの時刻がt2となると、時間割込み
要求が発生し、これにより、MPU62は第6図
の割込み処理ルーチンを実行する。まずステツプ
79において、ピークホールド指示信号を“0”
に反転させ、ピークホールド動作を終了させる。
次いでステツプ80に進み、ノツキング検出期間
中に検出したピークホールド値の最大値、即ち、
RAM64に格納されているこの期間中のノツク
センサ12の出力の最大振幅に対応する値aと過
去の各点火サイクルにおける各値aが反映された
平均値(即ちバツクグランド値)Aと一定値Kと
から、K・A≧aであるか否かが判別される。
K・A≧aの場合は、ノツキング発生なしと判別
され、ステツプ81へ進んでバツクグランド値A
を今回の値aによつて補正する。即ち、
A←9A+a/10
の計算を行う。この式は、最近の値aの影響が強
くなるように重み付けを行つて平均値Aを算出す
るためのものである。すなわち、RAM64にお
いて、ノツクセンサ出力については最近の値aお
よび平均値Aのみが格納されている。次いで
MPU62はステツプ82乃至85の処理を実行
する。ステツプ82乃至85では、過去10回の連
続した点火サイクルでノツキング発生がなかつた
場合には点火時期をYだけ進角させようとするも
のである。即ち、ステツプ82で、nが10以上で
あるか否かを判別し、10未満の場合は、ステツプ
83においてnを1つ増大させた後この割込み処
理ルーチンを終了する。一方、nが10以上である
場合は、ステツプ84へ進み、nを零にリセツト
した後ステツプ85へ進む。ステツプ85では、
点火時期の進角補正値θをYだけ増大させる処理
を行う。この進角補正値θは、所定クランク角度
位置毎に実行される周知の点火時期算出処理ルー
チンで用いられるものである。即ち、点火時期算
出処理ルーチンでは、エアフローセンサ24によ
つて検出した吸入空気流量Qと回転速度信号形成
回路44から得られる回転速度Ne等の運転状態
パラメータから最適点火時期を算出し、その算出
した点火時期をさらに進角補正値θを用いて補正
するものである。従つてステツプ85の処理を行
うことにより、点火時期(次の点火サイクルの点
火時期)はYだけ進角せしめられる。ステツプ8
5の処理が終了すると、メインルーチンに復帰す
る。 When the soft timer reaches time t2 , a time interrupt request is generated, which causes the MPU 62 to execute the interrupt processing routine shown in FIG. First, in step 79, the peak hold instruction signal is set to "0".
to end the peak hold operation.
Next, the process proceeds to step 80, where the maximum value of the peak hold values detected during the knocking detection period, that is,
A value a corresponding to the maximum amplitude of the output of the knock sensor 12 during this period stored in the RAM 64, an average value A (i.e. a background value) reflecting each value a in each past ignition cycle, and a constant value K. From this, it is determined whether K·A≧a.
If K・A≧a, it is determined that no knocking has occurred, and the process proceeds to step 81 where the background value A is determined.
is corrected by the current value a. In other words, A←9A+a/10 is calculated. This formula is used to calculate the average value A by weighting so that the influence of the recent value a becomes stronger. That is, in the RAM 64, only the most recent value a and the average value A are stored for the knock sensor output. then
The MPU 62 executes steps 82 to 85. In steps 82 to 85, if knocking has not occurred in the past 10 consecutive ignition cycles, the ignition timing is advanced by Y. That is, in step 82, it is determined whether or not n is 10 or more. If n is less than 10, n is incremented by 1 in step 83, and then this interrupt handling routine is ended. On the other hand, if n is 10 or more, the process proceeds to step 84, where n is reset to zero, and then the process proceeds to step 85. In step 85,
A process is performed to increase the ignition timing advance angle correction value θ by Y. This advance angle correction value θ is used in a well-known ignition timing calculation routine that is executed at every predetermined crank angle position. That is, in the ignition timing calculation processing routine, the optimum ignition timing is calculated from operating condition parameters such as the intake air flow rate Q detected by the air flow sensor 24 and the rotational speed Ne obtained from the rotational speed signal forming circuit 44, and The ignition timing is further corrected using the advance angle correction value θ. Therefore, by performing the process of step 85, the ignition timing (ignition timing of the next ignition cycle) is advanced by Y. Step 8
When the process in step 5 is completed, the process returns to the main routine.
一方、ステツプ80において、K・A<aであ
ると判別された場合、即ち、ノツキング発生有り
と判別された場合は、ステツプ86へ進み、進角
補正値θをXだけ減少させる。これにより、次の
点火サイクルにおける点火時期はXだけ遅角せし
められることになる。次いで、ステツプ87にお
いてnを零にリセツトした後メインルーチンに復
帰する。なお、ノツキング発生有りと検出した際
に点火時期を遅角方向に制御すればノツキングの
抑圧が計れることは周知である。 On the other hand, if it is determined in step 80 that K.A<a, that is, if it is determined that knocking has occurred, the process proceeds to step 86, where the advance angle correction value θ is decreased by X. As a result, the ignition timing in the next ignition cycle will be retarded by X. Next, in step 87, n is reset to zero and the process returns to the main routine. It is well known that knocking can be suppressed by retarding the ignition timing when it is detected that knocking has occurred.
第7図は本発明の原理を説明するための図であ
り、横軸はノツクセンサ出力の振幅値、縦軸はそ
の振幅値の出力の発生頻度を表わしている。同図
において、ノツキングが発生してない際のノツク
センサ出力振幅値の頻度分布が破線bで示され、
微小ノツキング(人間が耳をすましてノツキング
音が聞える程度のノツキングを称している)発生
時のノツクセンサ出力振幅値の頻度分布が破線c
で示され、また、微小ノツキングの発生する機関
状態におけるノツクセンサ出力振幅値の頻度分布
が実線dで示されている。なお、大きなノツキン
グが発生した場合はノツクセンサ出力振幅値も大
きくなるため、その頻度分布は第7図の右方の欄
外に現われることになる。 FIG. 7 is a diagram for explaining the principle of the present invention, in which the horizontal axis represents the amplitude value of the knock sensor output, and the vertical axis represents the frequency of occurrence of the output of the amplitude value. In the figure, the frequency distribution of knock sensor output amplitude values when knocking does not occur is shown by a broken line b,
The frequency distribution of knock sensor output amplitude values when minute knocking (knocking to the extent that a human can hear the knocking sound after listening) is shown by the broken line c.
Further, the frequency distribution of knock sensor output amplitude values in engine conditions where minute knocking occurs is shown by a solid line d. Note that when large knocking occurs, the knock sensor output amplitude value also becomes large, so that its frequency distribution appears in the right margin of FIG. 7.
バツクグランド値を得るには、第7図に示す微
小ノツクも発生しないときのノツクセンサ出力振
幅値の平均値0を得れば良いのであるから、b
の頻度分布とcの頻度分布とが互いにオーバーラ
ツプする部分の面積が2等分される(同図e及び
fの面積が等しくなる)位置にK・0の値がく
るようにKの値を定め、ノツクセンサ出力振幅値
がK・0より小さいときにそのノツクセンサ出
力振幅値を用いて平均値0を更新することを各
点火サイクル毎に繰り返せばその更新値は第7図
の0にほぼ等しくなるのである。即ち、第6図
のステツプ80及び81の処理がこれに相当す
る。このような処理を行うことにより、ノツキン
グ検出期間中にバツクグランド信号を検出するこ
とができるのである。 To obtain the background value, it is sufficient to obtain the average value 0 of the knock sensor output amplitude values when no minute knocks occur as shown in Fig. 7, so b
The value of K is determined so that the value of K・0 is at the position where the area where the frequency distribution of and the frequency distribution of c overlap each other is divided into two (the areas of e and f in the figure are equal). , if the knock sensor output amplitude value is smaller than K・0 and the average value 0 is updated every ignition cycle using that knock sensor output amplitude value, the updated value will be almost equal to 0 in Fig. 7. be. That is, the processing in steps 80 and 81 in FIG. 6 corresponds to this. By performing such processing, the background signal can be detected during the knocking detection period.
以上の説明からも明らかなように、第6図のス
テツプ80は、バツクグランド信号を作成して良
いか否かの判別と、ノツキングが発生したか否か
の判別との両方の処理を同時に行うものである。
しかしながら本発明では、上記判別処理をそれぞ
れ別個に行つても良いのである。第8図はこの判
別処理を別個に行つた場合である。即ち、ステツ
プ80aでは、ノツキングが発生したか否かの判
別が行われ、ステツプ80bでは、バツクグラン
ド値検出のためのステツプ81の処理を行つて良
いか否かの判別が行われる。このように、ステツ
プ80aと80bとで別個のK′、Kを用いれば、
ノツキング発生の有無の検出を行う場合(ステツ
プ80aの処理)、そのしきい値の自由度が大き
くなり非常に有利である。 As is clear from the above explanation, step 80 in FIG. 6 simultaneously performs both the processes of determining whether or not it is permissible to create a background signal and determining whether or not knocking has occurred. It is something.
However, in the present invention, the above-mentioned discrimination processing may be performed separately. FIG. 8 shows a case where this discrimination processing is performed separately. That is, in step 80a, it is determined whether or not knocking has occurred, and in step 80b, it is determined whether or not the process of step 81 for background value detection can be performed. In this way, if separate K' and K are used in steps 80a and 80b,
When detecting the occurrence of knocking (processing in step 80a), the degree of freedom in determining the threshold value is increased, which is very advantageous.
以上詳細に説明したように本発明によれば、比
較基準値は現在のノツクセンサの出力を重視しつ
つ過去のノツクセンサの出力も生かした平均値A
をもとに判定基準値を演算しているので、この判
定基準値はノイズ等の影響を小さくでき、また、
過渡時の振動にも追随でき、しかも、ノツクセン
サの複数の出力を記憶しておく必要がないので、
記憶装置の容量も増大しない。
As explained in detail above, according to the present invention, the comparison reference value is the average value A that emphasizes the current knock sensor output and also takes advantage of past knock sensor outputs.
Since the judgment reference value is calculated based on, this judgment reference value can reduce the influence of noise etc.
It can track vibrations during transient periods, and there is no need to memorize multiple outputs from the knock sensor.
The capacity of the storage device also does not increase.
第1図は本発明の一実施例の全体の概略構成
図、第2図は第1図の制御回路のブロツク図、第
3図乃至第6図は制御回路の各割込み処理ルーチ
ンのフローチヤート、第7図は上記実施例による
作用を説明する図、第8図は第6図の割込み処理
ルーチンの他の実施例のフローチヤート、第9図
は本発明の基本構成を示すブロツク図である。
10……シリンダブロツク、12……ノツクセ
ンサ、14……デイスリビータ、16,18……
クランク角センサ、20……制御回路、36,4
6……入出力ポート、48……バツフア及びフイ
ルタ回路、50……ピークホールド回路、54…
…A/D変換器、62……MPU、64……
RAM、66……ROM。
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the control circuit of FIG. 1, and FIGS. 3 to 6 are flowcharts of each interrupt processing routine of the control circuit. FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the above embodiment, FIG. 8 is a flowchart of another embodiment of the interrupt processing routine of FIG. 6, and FIG. 9 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention. 10... Cylinder block, 12... Knock sensor, 14... Distributor, 16, 18...
Crank angle sensor, 20... Control circuit, 36, 4
6...Input/output port, 48...Buffer and filter circuit, 50...Peak hold circuit, 54...
...A/D converter, 62...MPU, 64...
RAM, 66...ROM.
Claims (1)
少なくとも1つの振動検出素子よりなるノツクセ
ンサ(14)を内燃機関の機関本体に装着し、該ノ
ツクセンサからの電気信号に応じてノツキング発
生の有無を検出する内燃機関のノツキング検出装
置において、 あらかじめ定めた少くとも1つの気筒の点火後
の所定クランク角度範囲における前記電気信号の
振幅値のピーク値(a)を検出するピーク値検出手段
と、 該ピーク値(a)の平均値(A)を最近のピーク値の影
響が強くなるように重み付け(たとえばA=
(9・A+a)/10)して各点火毎に演算する平
均値演算手段と、 前記平均値をバツクグランド値としてこれに所
定値(K、K′>1)を乗算せしめてノツク判定
基準値(KA′、KA)を演算するノツク判定基準
値演算手段と、 該ノツク判定基準値と前記ピーク値とを比較す
る比較手段と を具備し、該比較結果に応じてノツキング発生の
有無を判別するようにしたことを特徴とする内燃
機関のノツキング検出装置。[Scope of Claims] 1. A knock sensor (14) consisting of at least one vibration detection element that converts mechanical vibration into an amplitude fluctuation of an electric signal is attached to the engine body of an internal combustion engine, and a knock sensor (14) is installed in the engine body of an internal combustion engine, In a knocking detection device for an internal combustion engine that detects whether knocking has occurred, the peak value detection unit detects a peak value (a) of the amplitude value of the electrical signal in a predetermined crank angle range after ignition of at least one cylinder. and weighting the average value (A) of the peak values (a) so that the influence of recent peak values becomes stronger (for example, A=
(9・A+a)/10) and calculates the average value for each ignition, and the average value is used as a background value and is multiplied by a predetermined value (K, K'>1) to obtain a knock judgment reference value. (KA', KA), and a comparison means that compares the knock judgment reference value with the peak value, and determines whether or not knocking has occurred according to the comparison result. A knocking detection device for an internal combustion engine, characterized in that:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12599181A JPS5828645A (en) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | Knocking detecting method of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12599181A JPS5828645A (en) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | Knocking detecting method of internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5828645A JPS5828645A (en) | 1983-02-19 |
JPH037063B2 true JPH037063B2 (en) | 1991-01-31 |
Family
ID=14924017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12599181A Granted JPS5828645A (en) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | Knocking detecting method of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5828645A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59201977A (en) * | 1983-04-28 | 1984-11-15 | Toyota Motor Corp | Controlling method of ignition timing of engine |
US5062402A (en) * | 1989-08-10 | 1991-11-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Knocking control apparatus of internal combustion engine |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54141180A (en) * | 1978-04-24 | 1979-11-02 | Nippon Soken | Knocking detector for internal combustion engine |
-
1981
- 1981-08-13 JP JP12599181A patent/JPS5828645A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54141180A (en) * | 1978-04-24 | 1979-11-02 | Nippon Soken | Knocking detector for internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5828645A (en) | 1983-02-19 |
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