JP2015086776A - Knocking detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に発生したノッキングを検出するノッキング検出装置に関する。 The present invention relates to a knocking detection device that detects knocking generated in an internal combustion engine.
従来より、内燃機関のノッキング検出装置として、内燃機関の振動に応じて変化する振動検出信号を出力するノッキングセンサと、振動検出信号に基づいてノッキング判定を行う制御装置と、を備えるものが知られている（特許文献１）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a knock detection device for an internal combustion engine is known that includes a knock sensor that outputs a vibration detection signal that changes according to the vibration of the internal combustion engine, and a control device that performs a knock determination based on the vibration detection signal. (Patent Document 1).
制御装置は、例えば、ノッキングセンサからの振動検出信号を、ノッキング周波数成分を通過させるフィルタ回路に通すことにより、ノッキング判定可能な検出信号に変換し、その変換後の検出信号とノッキング判定用の閾値とを比較して、検出信号が閾値よりも大きいときに、内燃機関がノッキングが発生したと判定する。 For example, the control device converts the vibration detection signal from the knocking sensor into a detection signal that can be knocked by passing through a filter circuit that passes the knocking frequency component, and converts the detection signal after the conversion and a threshold for knocking determination. And the internal combustion engine determines that knocking has occurred when the detection signal is greater than the threshold value.
なお、振動検出信号の増幅率やノッキング判定用の閾値などの「ノッキング判定に関する設定値」は、適切なノッキング判定が可能となるように、設計段階でのノッキングセンサおよび制御装置の仕様に基づいて予め定められている。 Note that “setting values related to knocking determination” such as the amplification factor of the vibration detection signal and the threshold for knocking determination are based on the specifications of the knocking sensor and the control device at the design stage so that appropriate knocking determination is possible. It is predetermined.
この「ノッキング判定に関する設定値」は、設計段階において、実際にノッキングセンサと制御装置とを組み合わせて実施するノッキング検出試験の試験結果などに基づいて適切な値が設定される。 The “set value relating to knocking determination” is set to an appropriate value based on the test result of a knocking detection test that is actually performed by combining the knocking sensor and the control device in the design stage.
具体的には、「ノッキング判定に関する設定値」に任意の値を設定しつつ、ノッキングセンサに振動を加えて制御装置でノッキング判定を行い、適切にノッキング判定されるように「ノッキング判定に関する設定値」を調整することで、「ノッキング判定に関する設定値」の適正値を特定する。 Specifically, while setting an arbitrary value for the “setting value for knocking determination”, the knocking sensor is vibrated and knocking determination is performed by the control device, and the “setting value for knocking determination” is determined appropriately. ”Is adjusted to specify an appropriate value of“ setting value related to knocking determination ”.
なお、制御装置は、内燃機関の運転状態（例えばエンジン回転数や空燃比センサの出力に基づく空燃比フィードバック制御など）を総合的に制御するものであり、各種制御処理としてノッキング判定処理の他に点火制御処理などを実行する。また、制御装置は、内燃機関の各部に設置される各種機器と接続されており、ノッキングセンサの他に各種センサ（ガスセンサ、水温センサなど）や点火プラグなどと接続される。 The control device comprehensively controls the operating state of the internal combustion engine (for example, air-fuel ratio feedback control based on the engine speed and the output of the air-fuel ratio sensor). In addition to knocking determination processing, Ignition control processing is executed. The control device is connected to various devices installed in each part of the internal combustion engine, and is connected to various sensors (such as a gas sensor and a water temperature sensor) and a spark plug in addition to the knocking sensor.
このため、制御装置は、各種制御処理の調整を行う場合、全ての機器と接続する必要がある。
しかし、制御装置が全ての機器と接続されるのは内燃機関への装着段階であり、とりわけ、量産ラインにおいては、そのような段階で各種制御処理の調整を行うことは困難である。そのため、上記のように、設計段階での試験結果に基づいて、各種制御処理の設定値が特定されている。
For this reason, the control device needs to be connected to all devices when adjusting various control processes.
However, the control device is connected to all devices at the stage of mounting to the internal combustion engine, and in particular, in a mass production line, it is difficult to adjust various control processes at such a stage. Therefore, as described above, set values for various control processes are specified based on test results at the design stage.
しかし、ノッキングセンサや制御装置（特に、ノッキング判定を行う部分）に個体差が生じる場合、「ノッキング判定に関する設定値」の適正値が、設計段階で特定した適正値とは異なる値となり、ノッキング検出精度が低下する虞がある。 However, if there is an individual difference in the knocking sensor or control device (particularly the part that performs knocking determination), the appropriate value of the “setting value for knocking determination” will be different from the appropriate value specified in the design stage, and knock detection will be performed. There is a risk that the accuracy may decrease.
つまり、「ノッキング判定に関する設定値」の適正値が、設計段階で特定した適正値とは異なる値となる場合、ノッキング判定結果に誤判定が生じる可能性がある。
特に、ノッキング検出装置の量産ラインにおいては、ノッキングセンサや制御装置の個体差が生じる可能性が高まるため、ノッキングセンサや制御装置の個体差に起因してノッキング検出精度が低下する可能性が高まる。
That is, if the appropriate value of the “set value related to knocking determination” is different from the appropriate value specified at the design stage, an erroneous determination may occur in the knocking determination result.
In particular, in the mass production line of the knocking detection device, there is a high possibility that an individual difference between the knocking sensor and the control device will occur, and therefore there is a high possibility that the knocking detection accuracy will decrease due to the individual difference between the knocking sensor and the control device.
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ノッキングセンサに個体差が生じる場合や、制御装置のうちノッキング判定に関係する部分に個体差が生じる場合であっても、ノッキング検出精度の低下を抑制するノッキング検出装置を提供することである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and the object thereof is when an individual difference occurs in the knocking sensor or when an individual difference occurs in a part related to knocking determination in the control device. The present invention also provides a knocking detection device that suppresses a decrease in knocking detection accuracy.
（１）本発明の第１の局面におけるノッキング検出装置は、内燃機関の振動に応じて変化する振動検出信号を出力するノッキングセンサと、振動検出信号に基づいてノッキング判定を行う信号処理部と、ノッキング判定に関する設定値のうち、ノッキングセンサおよび信号処理部の個体差に応じて個別に定められる個別設定値を記憶する個体差記憶部と、を備え、信号処理部は、個体差記憶部に記憶された個別設定値を用いてノッキング判定を行うとともに、点火時期に関する信号を生成する外部装置に接続されること、を特徴とするノッキング検出装置である。 (1) A knocking detection apparatus according to a first aspect of the present invention includes a knocking sensor that outputs a vibration detection signal that changes according to vibrations of an internal combustion engine, a signal processing unit that performs knocking determination based on the vibration detection signal, An individual difference storage unit that stores individual setting values individually determined according to individual differences between the knocking sensor and the signal processing unit among the setting values related to knocking determination, and the signal processing unit stores the individual difference storage unit in the individual difference storage unit The knocking detection device is characterized in that the knocking determination is performed using the set individual set value, and the knocking determination device is connected to an external device that generates a signal related to the ignition timing.
このノッキング検出装置は、個体差記憶部を備えるため、「ノッキング判定に関する設定値」のうち個別設定値については、個体差が考慮されない一定値（例えば、設計段階の試験で特定される「適正値」）ではなく、個体差に応じて定められる適正値を記憶することが可能となる。 Since this knocking detection device includes an individual difference storage unit, an individual set value among “set values related to knocking determination” is a constant value in which individual differences are not taken into account (for example, an “appropriate value specified in a design stage test). It is possible to store an appropriate value determined according to individual differences instead of “)”.
つまり、このノッキング検出装置においては、ノッキングセンサおよび信号処理部の個体差が生じた場合であっても、その個体差に応じて定められる適正値が個別設定値として記憶されるため、ノッキング判定を適切に実行することが可能となる。 That is, in this knocking detection device, even when there is an individual difference between the knocking sensor and the signal processing unit, an appropriate value determined according to the individual difference is stored as an individual set value, so that the knocking determination is performed. It becomes possible to execute appropriately.
これにより、このノッキング検出装置は、適切なノッキング判定が可能となり誤判定を抑制できるため、ノッキング判定精度の低下を抑制できる。
また、信号処理部は、点火時期に関する信号を生成する外部装置に接続される構成であるため、点火時期に関する信号を生成するための制御処理に関連する機器（エアフローメータ、スロットル開度センサ、空燃比センサ、エンジン回転数センサ、クランク角センサなど）に接続する必要がない。このため、信号処理部は、内燃機関に備えられる各種機器のうち、接続すべき機器の個数を一定範囲内に制限できる。
Thereby, since this knocking detection apparatus can perform appropriate knocking determination and suppress erroneous determination, it can suppress a decrease in knocking determination accuracy.
In addition, since the signal processing unit is configured to be connected to an external device that generates a signal related to the ignition timing, devices related to the control processing for generating the signal related to the ignition timing (air flow meter, throttle opening sensor, It is not necessary to connect to a fuel ratio sensor, an engine speed sensor, a crank angle sensor, etc. For this reason, the signal processing unit can limit the number of devices to be connected within a certain range among various devices included in the internal combustion engine.
これにより、信号処理部を内燃機関に設置する前段階で、実際に信号処理部とノッキングセンサとを接続して、ノッキング判定処理の調整を行うことが容易となる。このようにしてノッキング判定処理の調整を行うことで、内燃機関に対して信号処理部およびノッキングセンサを設置する前段階で、『「ノッキング判定に関する設定値」の適正値』を特定することが可能となる。 Accordingly, it is easy to adjust the knocking determination process by actually connecting the signal processing unit and the knocking sensor before the signal processing unit is installed in the internal combustion engine. By adjusting the knocking determination process in this way, it is possible to specify the “appropriate value for the“ setting value for knocking determination ”” at the stage prior to installing the signal processing unit and the knocking sensor for the internal combustion engine. It becomes.
そして、このようにして特定された『「ノッキング判定に関する設定値」の適正値』は、ノッキングセンサおよび信号処理部の個体差に応じて個別に定められる個別設定値として用いることができる。 Then, the “appropriate value of“ setting value related to knocking determination ”” specified in this way can be used as an individual setting value that is individually determined according to individual differences between the knocking sensor and the signal processing unit.
これにより、ノッキングセンサや信号処理部に個体差が生じる場合であっても、「ノッキング判定に関する設定値」のうち個別設定値については、実際の調整作業に基づき定められる適正値を利用することができ、適切なノッキング判定が可能となり誤判定を抑制できる。 Thereby, even when individual differences occur in the knocking sensor and the signal processing unit, it is possible to use an appropriate value determined based on actual adjustment work for the individual setting value among the “setting values relating to knocking determination”. This makes it possible to perform appropriate knocking determination and suppress erroneous determination.
よって、本発明のノッキング検出装置によれば、ノッキングセンサや信号処理部に個体差が生じる場合であっても、適切なノッキング判定が可能となり誤判定を抑制できるため、ノッキング判定精度の低下を抑制できる。 Therefore, according to the knocking detection device of the present invention, even when there are individual differences in the knocking sensor and the signal processing unit, appropriate knocking determination can be performed and erroneous determination can be suppressed, so that deterioration in knocking determination accuracy is suppressed. it can.
（２）本発明の他の局面においては、信号処理部は、振動検出信号を用いて取得される検出取得値とノッキング判定閾値との比較結果に基づいてノッキング判定を行い、個体差記憶部は、ノッキングセンサおよび信号処理部の個体差に応じて定められたノッキング判定閾値を記憶する。 (2) In another aspect of the present invention, the signal processing unit performs knocking determination based on a comparison result between the detection acquisition value acquired using the vibration detection signal and the knocking determination threshold, and the individual difference storage unit is The knocking determination threshold value determined according to the individual difference between the knocking sensor and the signal processing unit is stored.
このように個体差に応じて定められたノッキング判定閾値を記憶する構成を採ることで、検出取得値とノッキング判定閾値との比較結果に基づいてノッキング判定を行うにあたり、ノッキングセンサおよび信号処理部の個体差が生じた場合であっても、その個体差に応じて定められる適正値をノッキング判定閾値として利用できる。 By adopting a configuration for storing the knocking determination threshold determined according to the individual difference in this way, in performing the knocking determination based on the comparison result between the detected acquisition value and the knocking determination threshold, the knocking sensor and the signal processing unit Even when an individual difference occurs, an appropriate value determined according to the individual difference can be used as the knocking determination threshold.
これにより、ノッキングセンサおよび信号処理部の個体差の影響を抑えつつノッキング判定できることから、適切なノッキング判定が可能となり誤判定を抑制できるため、ノッキング判定精度の低下を抑制できる。 Thereby, since it is possible to determine knocking while suppressing the influence of individual differences between the knocking sensor and the signal processing unit, appropriate knocking determination can be performed and erroneous determination can be suppressed, so that deterioration in knocking determination accuracy can be suppressed.
よって、本発明のノッキング検出装置によれば、ノッキングセンサや信号処理部に個体差が生じる場合であっても、ノッキング判定精度の低下を抑制できる。
なお、振動検出信号を用いて取得される検出取得値としては、振動検出信号そのもの（波形そのもの）の他、振動検出信号のピーク値や積算値を例示することができ、また、振動検出信号をＦＦＴ解析（周波数分析）した値を例示することができる。
Therefore, according to the knocking detection device of the present invention, it is possible to suppress a decrease in knocking determination accuracy even when individual differences occur in the knocking sensor and the signal processing unit.
In addition, as a detection acquisition value acquired using a vibration detection signal, the peak value and integrated value of a vibration detection signal other than a vibration detection signal itself (waveform itself) can be illustrated. A value obtained by FFT analysis (frequency analysis) can be exemplified.
（３）本発明のさらに他の局面においては、外部装置から内燃機関の点火時期に関する信号が入力される点火時期調整装置を備える。そして、このノッキング検出装置では、信号処理部が点火時期調整装置に内蔵されており、この点火時期調整装置は、信号処理部によるノッキング判定結果に基づいて点火時期に関する信号を調整するように構成されている。 (3) In still another aspect of the present invention, an ignition timing adjusting device is provided to which a signal related to the ignition timing of the internal combustion engine is input from an external device. In this knocking detection device, the signal processing unit is built in the ignition timing adjusting device, and this ignition timing adjusting device is configured to adjust a signal related to the ignition timing based on the knocking determination result by the signal processing unit. ing.
このノッキング検出装置は、ノッキング判定結果と点火時期に関する信号とに基づいて内燃機関の点火時期を調整する点火時期調整装置であって、信号処理部を内蔵した点火時期調整装置を備えている。 This knocking detection device is an ignition timing adjustment device that adjusts the ignition timing of the internal combustion engine based on a knocking determination result and a signal related to the ignition timing, and includes an ignition timing adjustment device that incorporates a signal processing unit.
このときに用いるノッキング判定結果は、上述の信号処理部による判定結果であるため、ノッキングセンサや信号処理部に個体差が生じる場合であっても、ノッキング判定精度の低下を抑制できる。 Since the knocking determination result used at this time is a determination result by the signal processing unit described above, it is possible to suppress a decrease in knocking determination accuracy even when individual differences occur in the knocking sensor and the signal processing unit.
このため、点火時期調整装置が内燃機関の点火時期を調整するにあたり、ノッキング判定精度の低下によって、点火時期の調整精度が低下することを抑制できる。
よって、本発明のノッキング検出装置によれば、点火時期調整装置を備えて内燃機関の点火時期を調整する場合において、ノッキングセンサや信号処理部に個体差が生じる場合であっても、ノッキング判定精度の低下を抑制できるとともに、点火時期の調整精度が低下することを抑制できる。
For this reason, when the ignition timing adjusting device adjusts the ignition timing of the internal combustion engine, it is possible to suppress a decrease in the adjustment accuracy of the ignition timing due to a decrease in the knocking determination accuracy.
Therefore, according to the knocking detection device of the present invention, when the ignition timing adjusting device is provided to adjust the ignition timing of the internal combustion engine, even if there is an individual difference in the knocking sensor or the signal processing unit, the knocking determination accuracy Can be suppressed, and the ignition timing adjustment accuracy can be prevented from decreasing.
なお、前記外部装置とは、本発明のノッキング検出装置とは別に設けられた電子制御装置であり、例えば内燃機関の動作を総合的に制御する電子制御装置（エンジンコントロールユニット：ＥＣＵ）が挙げられる。また、前記点火時期に関する信号は、点火時期に関する情報を含む信号であり、例えば点火時期の基準となるタイミングを示す基準点火信号が挙げられる。 The external device is an electronic control device provided separately from the knocking detection device of the present invention, and examples thereof include an electronic control device (engine control unit: ECU) that comprehensively controls the operation of the internal combustion engine. . Further, the signal relating to the ignition timing is a signal including information relating to the ignition timing, and examples thereof include a reference ignition signal indicating a timing that serves as a reference for the ignition timing.
（４）本発明のさらに他の局面においては、ノッキングセンサと信号処理部とが、接続ケーブルを介して電気的に接続されており、個体差記憶部は、ノッキングセンサおよび信号処理部に加えて接続ケーブルの個体差に応じて個別に定められる個別設定値を記憶している。 (4) In still another aspect of the present invention, the knocking sensor and the signal processing unit are electrically connected via a connection cable, and the individual difference storage unit is added to the knocking sensor and the signal processing unit. Individual setting values that are individually determined according to individual differences of connection cables are stored.
ノッキングセンサと信号処理部とが、接続ケーブルを介して電気的に接続されている場合には、接続ケーブルの個体差によってもノッキング判定精度に影響を及ぼすことになる。このとき、本発明では、個体差記憶部が、接続ケーブルの個体差をも考慮して個別設定値を記憶しているため、接続ケーブルの個体差に起因してノッキング判定に誤差が生じることを抑制できる。 When the knocking sensor and the signal processing unit are electrically connected via a connection cable, knocking determination accuracy is also affected by individual differences in the connection cable. At this time, in the present invention, since the individual difference storage unit stores the individual set values in consideration of the individual differences of the connection cables, an error occurs in the knocking determination due to the individual differences of the connection cables. Can be suppressed.
本発明のノッキング検出装置によれば、ノッキングセンサや信号処理部に個体差が生じる場合であっても、ノッキング判定精度の低下を抑制できる。 According to the knocking detection device of the present invention, it is possible to suppress a decrease in knocking determination accuracy even when individual differences occur in the knocking sensor and the signal processing unit.
以下では、本発明を実施するための形態（実施例）について説明する。
尚、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
Below, the form (Example) for implementing this invention is demonstrated.
In addition, this invention is not limited to the following Examples at all, and it cannot be overemphasized that various forms may be taken as long as it belongs to the technical scope of this invention.
［１．実施例１］
［１−１．全体構成］
本実施例のノッキング検出装置は、汎用エンジンや２輪車用エンジンなどの各種のエンジン（内燃機関）に用いられるものであり、内燃機関のノッキングを検出する装置である。また、このノッキング検出装置は、ノッキングを防止するために、点火時期を制御する機能を有している。なお、以下では、４サイクルの２輪車用エンジンを例に挙げて説明する。
[1. Example 1]
[1-1. overall structure]
The knocking detection device of the present embodiment is used for various engines (internal combustion engines) such as general-purpose engines and two-wheeled vehicle engines, and is a device that detects knocking of the internal combustion engine. Further, this knocking detection device has a function of controlling the ignition timing in order to prevent knocking. In the following description, a four-cycle engine for a two-wheeled vehicle will be described as an example.
まず、本実施例のノッキング検出装置を備えた内燃機関のシステム全体について説明する。
図１に示す様に、内燃機関（エンジン）１は、エンジン本体３と、エンジン本体３に空気を導入する吸気管５と、吸入空気量を検出するエアフローメータ７と、吸入空気量を調整するスロットルバルブ９と、スロットルバルブ９の開度を検出するスロットル開度センサ１１と、燃焼室１３内に空気を導入する吸気マニホールド１５と、燃料を吸気マニホールド１５内に噴射する燃料噴射弁１７と、エンジン本体３から（燃焼後の）空気を排出する排気マニホールド１９と、排気マニホールド１９から排出される排気から空燃比を検出する空燃比センサ２１（又は酸素センサ２１）などを備えている。
First, the entire system of the internal combustion engine provided with the knocking detection device of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, an internal combustion engine (engine) 1 adjusts an intake air amount, an engine
また、エンジン本体３のシリンダヘッド２３には、点火プラグ２５が取り付けられ、エンジン本体３には、エンジン回転数（回転速度）を検出するエンジン回転数センサ２７や、クランク角を検出するクランク角センサ２９が取り付けられている。
A
更に、エンジン本体３には、後述するノッキング検出装置３１が取り付けられている。このノッキング検出装置３１には、イグナイタ３３が接続され、イグナイタ３３には点火コイル３５が接続され、点火コイル３５は点火プラグ２５に接続されている。
Furthermore, a knocking
また、内燃機関１には、エンジン本体３等の運転状態（例えばエンジン回転数や空燃比センサ２１の出力に基づく空燃比フィードバック制御など）を総合的に制御する内燃機関用制御装置（エンジンコントロールユニット）３７が設けられている。この内燃機関用制御装置３７は、図示しないが、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ等を有するマイコンを備えた電子制御装置（ＥＣＵ）である。
The
なお、この内燃機関用制御装置３７が、本発明における「外部装置」の一例に該当する。また、以下では、ノッキング検出装置３１と内燃機関用制御装置３７とを備えたシステムを、点火時期制御システム３８と称する。
The internal combustion
内燃機関用制御装置３７の入力ポート（図示せず）には、エアフローメータ７、スロットル開度センサ１１、空燃比センサ２１、エンジン回転数センサ２７、クランク角センサ２９、ノッキング検出装置３１が接続されており、これらの各機器からの信号（センサ信号等）が入力ポートに入力される。
An air flow meter 7, a
一方、内燃機関用制御装置３７の出力ポート（図示せず）には、燃料噴射弁１７、ノッキング検出装置３１が接続されており、これらの機器に対して、内燃機関用制御装置３７から、各機器の動作を制御するための制御信号が出力される。
On the other hand, the
［１−２．ノッキング検出装置］
次に、本実施例のノッキング検出装置３１について説明する。
図２（ａ），（ｂ）に示す様に、本実施例のノッキング検出装置３１は、ノッキングセンサ４１と信号処理部４３とが、接続ケーブル４５を介して、電気的及び機械的に分離不可能に一体に構成されたものである。
[1-2. Knocking detection device]
Next, the knocking
As shown in FIGS. 2A and 2B, the knocking
ノッキングセンサ４１は、周知の圧電素子６５を用いた非共振型ノッキングセンサであり、主体金具４７の軸孔４７ａに取付用ボルト（図示せず）が挿入される構造を有し、取付用ボルトによってエンジン本体３のシリンダブロック４９（図１参照）に固定されるものである。
The knocking
詳しくは、ノッキングセンサ４１は、ほぼ全体が樹脂成形体５１によってモールドさており、略円筒形状の本体部５３と、本体部５３の側面から突出する略直方体形状のコネクタ部５５と、を備えている。
Specifically, the knocking
このうち、本体部５３は、円筒形状の筒状部５７とその一端側（図２（ｂ）の下方）に設けられた環状の鍔部５９とからなる主体金具４７を有している。筒状部５７には、鍔部５９側から、環状の第１絶縁板６１、環状の第１電極板６３、環状の圧電素子６５、環状の第２電極板６７、環状の第２絶縁板６９、環状のウエイト７１、環状の皿バネ７３、環状のナット７５が配置されている。また、第１電極板６３と第２電極板６７とには、両電極板６３、６７間に発生した出力信号を取り出すための第１出力端子８１と第２出力端子８３とが、それぞれ接続されている。
Among these, the
信号処理部４３は、ノッキング検出を行うと共に、点火時期を調節する制御装置であり、内燃機関用制御装置３７と同様に、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ等を有するマイコン（図示せず）を備えた電子制御装置である。
The
接続ケーブル４５は、内部に第１出力端子８１と第２出力端子８３とに接続された各電気配線（図示せず）が設けられているケーブルであり、この接続ケーブル４５の両端には、両電気配線と接続された第１コネクタ８５と第２コネクタ８７とが設けられている。
The
つまり、第１コネクタ８５は、ノッキングセンサ４１のコネクタ部５５の開口部５５ａに嵌め込まれるとともに、各電気配線が第１出力端子８１、第２出力端子８３に接続されている。また、第２コネクタ８７は、信号処理部４３の凹状のコネクタ部８９に嵌め込まれるとともに、各電気配線が、信号処理部４３内の内部配線（図示せず）と接続されている。
That is, the
特に本実施例では、接続ケーブル４５の第１コネクタ８５は、ノッキングセンサ４１のコネクタ部５５に嵌め込まれるとともに、接着剤によって固定されて分離不可能に一体に構成されている。同様に、接続ケーブル４５の第２コネクタ８７は、信号処理部４３のコネクタ部８９に嵌め込まれるとともに、接着剤によって固定されて分離不可能に一体に構成されている。
In particular, in the present embodiment, the
［１−３．ノッキング検出装置に関する電気的構成］
次に、ノッキング検出装置３１に関する電気的構成などについて説明する。
図３（ａ）に示す様に、ノッキング検出装置３１の信号処理部４３は、バッテリ９１から電力の供給を受けて作動するものである。よって、信号処理部４３の接続端子には、図３（ｂ）に示す様に、バッテリ９１からの電力を受けるための一対の電源端子９３、９５が設けられている。
[1-3. Electrical configuration for knocking detection device]
Next, an electrical configuration and the like related to the knocking
As shown in FIG. 3A, the
また、信号処理部４３は、リード線（信号線）９７を介して、内燃機関用制御装置３７と着脱可能に接続されている。なお、リード線９７は、信号処理部４３および内燃機関用制御装置３７の両方に対して着脱可能とされている。
The
信号処理部４３は、後述する点火信号（Ａ）を内燃機関用制御装置３７から受信するための受信用端子１０１を備えている。
更に、信号処理部４３は、１本のリード線１０５を介して、イグナイタ３３と接続されており、イグナイタ３３に対して点火コイル３５を作動させるため信号（後述する（調整後の）点火信号（Ｂ））を出力するための点火用端子１０７が設けられている。
The
Further, the
詳しくは、図４に示す様に、点火コイル３５は、一次巻線３５ａと二次巻線３５ｂとを備えており、一次巻線３５ａの一端には、バッテリ９１の正極が接続され、他端には、（イグナイタ３３の）ｎｐｎ型のパワートランジスタ３３ａのコレクタが接続されている。このパワートランジスタ３３ａは、一次巻線３５ａへの通電・非通電を切り替えるスイッチング素子である。なお、パワートランジスタ３３ａのエミッタは、バッテリ９１の負極と同電位のグランドに接地されている。イグナイタ３３は、パワートランジスタ３３ａで構成されるものに限定されず、ＩＧＢＴやＦＥＴ等を用いてもよい。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
一方、二次巻線３５ｂの一端は、バッテリ９１の負極と同電位のグランドに接地され、他端は、点火プラグ２５の中心電極２５ａに接続されている。なお、点火プラグ２５の接地電極２５ｂは、バッテリ９１の負極と同電位のグランドに接地されている。
On the other hand, one end of the secondary winding 35b is grounded to the ground having the same potential as the negative electrode of the
また、本実施例では、内燃機関用制御装置３７と信号処理部４３とが接続され、信号処理部４３から、パワートランジスタ３３ａのベースに対して点火信号（Ｂ）が出力される。この点火信号（Ｂ）に基づいて、パワートランジスタ３３ａがスイッチング動作を行って、点火コイル３５の一次巻線３５ａへの通電・非通電が切り替えられる。
In this embodiment, the internal combustion
更に、信号処理部４３は、信号処理部４３での異常の有無を診断するＯＢＤシステム４４を備える。
ＯＢＤシステム４４は、信号処理部４３での短絡異常、断線異常などの有無を診断する。ＯＢＤシステム４４は、さらに、ノッキングセンサ４１での異常の有無についても診断する。具体的には、ＯＢＤシステム４４は、ノッキングセンサ４１での短絡異常、断線異常、劣化異常、ゆるみ異常などの少なくとも１つの異常の有無を診断する。
Further, the
The
なお、ＯＢＤシステム４４による異常の有無の診断方法としては、公知の手法（例えば、特開昭５８−０１１８２４号公報、特開平７−３０５６４９号公報などに記載の手法）を用いることができる。
As a method for diagnosing the presence or absence of abnormality by the
また、信号処理部４３は、ＯＢＤシステム４４での診断により検出された異常状態に関する情報を記憶する情報記憶部４６を備える。
情報記憶部４６は、検出した異常の種類（短絡異常、断線異常、劣化異常、ゆるみ異常など）、異常の発生箇所（信号処理部４３、ノッキングセンサ４１）、異常検出日時などの情報を記憶する。
In addition, the
The
情報記憶部４６は、不揮発性の記憶媒体で構成されており、信号処理部４３が停止された後も、異常状態に関する情報を記憶することが可能である。
また、情報記憶部４６は、異常状態に関する情報のみならず、信号処理部４３で実行される各種制御処理に関する各種設定値を予め記憶している。なお、情報記憶部４６に記憶される設定値としては、ノッキングセンサ４１、信号処理部４３および接続ケーブル４５の個体差に応じて個別に定められる設定値（後述する係数ｋなど）が含まれる。
The
In addition, the
［１−４．点火時期制御の基本的な動作］
次に、上述したノッキング検出装置３１で実行される点火時期制御の基本的な動作について説明する。
[1-4. Basic operation of ignition timing control]
Next, the basic operation of the ignition timing control executed by the knocking
内燃機関用制御装置３７では、例えばエンジン回転数や吸入空気量などに基づいて、点火時期の基準となる基準点火時期を決定する。この基準点火時期とは、内燃機関１毎のばらつきや気候変化等を考慮したときにも当該内燃機関１が破損しないような十分なマージンを持って設定された点火時期を、内燃機関１の運転状態毎に複数設定したマップを用いた上で、このマップと現在の運転状態とを対応（照合）して設定されるベースとなる点火時期（即ち、信号処理部４３によって調整される対象の点火時期）である。
The internal combustion
なお、この基準点火時期を示す信号が、基準点火信号（即ち点火信号Ａ：図５の上図参照）である。そして、この基準点火信号（Ａ）が、信号処理部４３に対して出力される。
基準点火信号（Ａ）を受信する信号処理部４３では、ノッキングセンサ４１からの信号（ノッキング信号）を受信し、そのノッキング信号に基づいて、ノッキング（ノック）の発生の有無を検出する。例えば、ノッキング信号のピーク値の大きさに基づいて、ノッキングの有無を判定する。
A signal indicating the reference ignition timing is a reference ignition signal (that is, ignition signal A: see the upper diagram of FIG. 5). The reference ignition signal (A) is output to the
The
そして、信号処理部４３では、ノッキングの発生状態等に応じて、点火時期を調整（補正）して、補正点火時期を決定する。なお、この補正点火時期を示す信号が、補正点火信号（即ち点火信号Ｂ：図５の中図参照）である。
Then, the
具体的には、図６に示す様に、ノッキングが発生していない場合には、所定期間毎に、点火時期を最大進角に至るまで徐々に進角させ、ノッキングが発生すると基準点火時期に戻すように、補正点火時期を設定する。なお、前記図５に示す様に、エンジン起動時や加速時等の運転過渡期といったエンジン回転数の変動が大きな場合には、前記点火時期を補正する処理は行わない。 Specifically, as shown in FIG. 6, when knocking does not occur, the ignition timing is gradually advanced until reaching the maximum advance angle every predetermined period, and when knocking occurs, the reference ignition timing is reached. The corrected ignition timing is set so that it returns. Note that, as shown in FIG. 5, when the engine speed fluctuates greatly, such as when the engine is started up or during an operation transition such as acceleration, the process for correcting the ignition timing is not performed.
次に、上述のように補正点火時期が決定されると、図４に示す様に、信号処理部４３から、イグナイタ３３に対して、補正点火信号（Ｂ）が出力される。
イグナイタ３３では、パワートランジスタ３３ａのベースに、補正点火信号（Ｂ）が与えられると、この補正点火信号（Ｂ）のオン・オフに応じてスイッチング動作が行われる。
Next, when the corrected ignition timing is determined as described above, a corrected ignition signal (B) is output from the
In the
詳しくは、補正点火信号（Ｂ）がオフ（ローレベル：一般にグランド電位）である場合には、ベース電流が流れずパワートランジスタ３３ａはオフ状態（遮断状態）となり、一次巻線３５ａに電流（一次電流ｉ１）が流れることはない。また、補正点火信号（Ｂ）がオン（ハイレベル：信号処理部４３からの正の電圧が供給される状態）である場合には、ベース電流が流れてパワートランジスタ３３ａはオン状態（通電状態）となり、一次巻線３５ａに電流（一次電流ｉ１）が流れる。この一次巻線３５ａへの通電により、点火コイル３５に磁束エネルギーが蓄積される。
Specifically, when the corrected ignition signal (B) is off (low level: generally ground potential), the base current does not flow, the
また、補正点火信号（Ｂ）がハイレベルであり一次巻線３５ａに一次電流ｉ１が流れている状態で、補正点火信号（Ｂ）がローレベルになると、パワートランジスタ３３ａがオフ状態となり、一次巻線３５ａへの一次電流ｉ１の通電が遮断（停止）される。すると、点火コイル３５における磁束密度が急激に変化して、二次巻線３５ｂに点火用電圧が発生し、これが点火プラグ２５に印加されることで、点火プラグ２５の中心電極２５ａと接地電極２５ｂとの間に火花放電が発生する（図５（ｃ）参照）。このときに二次巻線３５ｂに流れる電流が二次電流ｉ２である。
Further, when the corrected ignition signal (B) is at a low level in a state where the corrected ignition signal (B) is at a high level and the primary current i1 is flowing through the primary winding 35a, the
なお、上述した基準点火信号（Ａ）及び補正点火信号（Ｂ）には、ローレベルからハイレベルになるタイミングと、ハイレベルからローレベルになるタイミングとの情報が含まれている。このうち、ハイレベルからローレベルになるタイミングは、所望の点火時期（発火する時期）である。また、ハイレベルの期間は、必要な磁束エネルギーが蓄積されるように所定の期間が設定される。 Note that the reference ignition signal (A) and the corrected ignition signal (B) described above include information about the timing when the low level changes to the high level and the timing when the high level changes to the low level. Among these, the timing from the high level to the low level is a desired ignition timing (ignition timing). In addition, a predetermined period is set in the high level period so that necessary magnetic flux energy is accumulated.
［１−５．信号処理部にて行われる処理］
次に、信号処理部４３にて行われる処理について説明する。
まず、補正点火時期算出処理について説明する。
[1-5. Processing performed in the signal processing unit]
Next, processing performed in the
First, the corrected ignition timing calculation process will be described.
本処理は、基準点火信号（Ａ）に基づいて補正点火時期を算出するとともに、基準点火信号（Ａ）を利用してエンジン回転数および回転数偏差を算出する処理である。
図７のフローチャートに示す様に、ステップ（Ｓ）１００では、タイマー記憶変数Ｎをリセット（０に設定）する。
This process is a process for calculating the corrected ignition timing based on the reference ignition signal (A) and calculating the engine speed and the engine speed deviation using the reference ignition signal (A).
As shown in the flowchart of FIG. 7, in step (S) 100, the timer storage variable N is reset (set to 0).
続くステップ１１０では、回転数格納／ノックウィンドウ（Window）変数Ｓをリセットする。この回転数格納／ノックウィンドウ変数Ｓとは、ステップ２４０にてエンジン回転数を順次記憶させていったときの時系列を示す変数、かつ、ステップ２５０にてノッキングを検出するクランク角ウィンドウの値を順次記憶させていったときの時系列を示す変数である。
In the
続くステップ１２０では、タイマーＴの初期値Ｔ（０）を０に設定する。
続くステップ１３０では、ノック検知ウィンドウＫＮＷの初期値ＫＮＷ（０）を０に設定する。このノック検知ウィンドウＫＮＷとは、ノッキングの発生する可能性のある領域（所定の回転角の区間）を示すものであり、点火時期を起点に設定される特定の期間に相当し、ノッキング信号の解析区間に相当するものである。
In the
In the
続くステップ１４０では、内燃機関用制御装置３７から受信した基準点火信号（Ａ）に基づいて、基準点火時期（入力点火時期）ＴＩＧＩＮを補正点火時期ＴＩＧとして設定する。なお、ここでの補正点火時期ＴＩＧの値は、まだ補正が行われていない値である。
In the following step 140, based on the reference ignition signal (A) received from the internal
続くステップ１５０では、点火信号間隔測定タイマーＴ１をリセットする。
続くステップ１６０では、基準点火信号（Ａ）が入力されたか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１７０に進み、一方否定判断されると待機する。
In the
In the
ステップ１７０では、基準点火信号（Ａ）が入力されてからの時間を計測するために、点火信号間隔測定タイマーＴ１をスタートする。
続くステップ１８０では、再度、基準点火信号（Ａ）が入力されたか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１９０に進み、否定判断されると待機する。
In
In
ステップ１９０では、基準点火信号（Ａ）が入力されたので、タイマー記憶変数Ｎをカウントアップする。
続くステップ２００では、今回（Ｎ回目）、基準点火信号（Ａ）が入力された時間を、タイマーＴ（Ｎ）として記憶する。即ち、点火信号間隔測定タイマーＴ１の計数値を、タイマーＴ（Ｎ）の値として記憶する。
In
In the
続くステップ２１０では、今回（Ｎ回目）、基準点火信号（Ａ）が入力された時間（Ｔ（Ｎ））と、前回（Ｎ−１回目）、基準点火信号（Ａ）が入力した時間（Ｔ（Ｎ−１））との差ΔＴ（Ｎ）を求める。即ち、連続する基準点火信号（Ａ）の間の時間（換言すれば、基準点火信号を受信する時間間隔）を求める。 In subsequent step 210, the time (T (N)) when the reference ignition signal (A) is input this time (Nth), and the time (T (N-1)) when the reference ignition signal (A) is input last time (T-1). (N-1)) and a difference ΔT (N) is obtained. That is, the time between successive reference ignition signals (A) (in other words, the time interval for receiving the reference ignition signal) is obtained.
なお、本実施例では、連続する基準点火信号（Ａ）の間の時間（換言すれば、基準点火信号を受信する時間間隔）を演算するにあたり、基準点火信号（Ａ）の立ち上がり時期（ローレベルからハイレベルになるタイミング）の時間間隔ではなく、基準点火信号（Ａ）の立ち下がり時期（ハイレベルからローレベルになるタイミング）の時間間隔に基づいて基準点火信号を受信する時間間隔を演算する。 In this embodiment, when calculating the time between successive reference ignition signals (A) (in other words, the time interval for receiving the reference ignition signal), the rising timing (low level) of the reference ignition signal (A) is calculated. The time interval for receiving the reference ignition signal is calculated based on the time interval of the falling timing of the reference ignition signal (A) (the timing when it changes from the high level to the low level) instead of the time interval of .
続くステップ２２０では、「２回転×６０ｓｅｃ／ΔＴ（Ｎ）」の演算（４サイクルエンジンにて１点火／２回転の場合）によって、エンジン回転数（ｒｐｍ）を算出する。
続くステップ２３０では、回転数格納／ノックウィンドウ変数Ｓをカウントアップする。
In the
In the following step 230, the rotational speed storage / knock window variable S is counted up.
続くステップ２４０では、前記ステップ２２０で求めたエンジン回転数、即ち、回転数格納／ノックウィンドウ変数Ｓに対応したエンジン回転数を、ＲＰＮ（Ｓ）として格納（記憶）する。
In the following step 240, the engine speed obtained in
続くステップ２５０では、ノック検知ウィンドウＫＮＷ（Ｓ）の演算を行う。即ち、回転数格納／ノックウィンドウ変数Ｓに対応したノック検知ウィンドウＫＮＷ（Ｓ）の演算を、公知の演算手法によって行って、その値を記憶する。
In the
続くステップ２６０では、回転数格納／ノックウィンドウ変数Ｓが２を上回るか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ２７０に進み、一方否定判断されると前記ステップ１８０に戻る。 In the next step 260, it is determined whether or not the rotational speed storage / knock window variable S exceeds 2. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 270, whereas if a negative determination is made, the process returns to step 180.
ステップ２７０では、後述するノッキング検出処理を行って、ノッキングを検出する。
続くステップ２８０では、エンジン回転数の「ＲＰＮＳ（Ｓ）／ＲＰＮＳ（Ｓ−１）」の演算、即ち、今回（Ｓ回目）のエンジン回転数ＲＰＮＳ（Ｓ）を前回（Ｓ−１回目）のエンジン回転数ＲＰＮＳ（Ｓ−１）で割ることにより、エンジン回転数の変動の大きさを示すエンジン回転数の偏差（回転数偏差）ΔＲＰＮを算出する。
In step 270, knocking detection processing, which will be described later, is performed to detect knocking.
In the subsequent step 280, the engine speed “RPNS (S) / RPNS (S-1)” is calculated, that is, the current (S-th) engine speed RPNS (S) is changed to the previous (S-1) engine. By dividing by the engine speed RPNS (S-1), a deviation (engine speed deviation) ΔRPN of the engine speed indicating the magnitude of the fluctuation of the engine speed is calculated.
続くステップ２９０では、回転数偏差ΔＲＰＮが所定の判定値ＲＰＮｓを下回るか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ３００に進み、一方否定判断されるとステップ３１０に進む。本実施例では、判定値ＲＰＮｓとして５００［ｒｐｍ］が設定されている。
In the
ステップ３１０では、基準点火時期ＴＩＧＩＮそのものを補正点火時期ＴＩＧとして設定し、前記ステップ１８０に戻る。ステップ２９０で否定判定される場合、回転数偏差ΔＲＰＮが大きく、内燃機関の運転状態が点火時期の調整に適した状態では無いため、点火時期を進角させることは適当ではない。
In
このため、ステップ３１０では、基準点火時期ＴＩＧＩＮそのものを補正点火時期ＴＩＧとして設定することで、実質的には点火時期の補正を行うことなく、点火時期の補正が行われていない「基準点火信号（Ａ）」をそのまま出力するように、補正点火時期ＴＩＧを設定する。
For this reason, in
一方、ステップ３００では、ノッキングが発生しているか否かを、後述するノッキング検出処理にて設定されるノック検知フラグＫＮＳが１であるか否かによって判定する。ここで肯定判断されるとステップ３２０に進み、一方否定判断されるとステップ３３０に進む。 On the other hand, in step 300, whether or not knocking has occurred is determined based on whether or not a knock detection flag KNS set in a knocking detection process described later is 1. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 320, while if a negative determination is made, the process proceeds to step 330.
ステップ３２０では、ノッキングが発生しているので、ノッキングの発生を防止するために、点火時期を遅角する。具体的には、基準点火時期ＴＩＧＩＮそのものを補正点火時期ＴＩＧとして設定し（図６参照）、前記ステップ１８０に戻る。 In step 320, since knocking has occurred, the ignition timing is retarded in order to prevent the occurrence of knocking. Specifically, the reference ignition timing TIGIN itself is set as the corrected ignition timing TIG (see FIG. 6), and the process returns to step 180.
一方、ステップ３３０では、ノッキングが発生していないので、点火時期（補正点火時期ＴＩＧ）が最大進角ＴＩＧＭか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ３４０に進み、一方否定判断されるとステップ３５０に進む。 On the other hand, in step 330, since knocking has not occurred, it is determined whether or not the ignition timing (corrected ignition timing TIG) is the maximum advance angle TIGM. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 340, while if a negative determination is made, the process proceeds to step 350.
ステップ３４０では、補正点火時期ＴＩＧが最大進角ＴＩＧＭであるので、その最大進角ＴＩＧＭの値を補正点火時期ＴＩＧの値として設定し、前記ステップ１８０に戻る。
一方、ステップ３５０では、補正点火時期ＴＩＧが最大進角ＴＩＧＭではないので、点火時期を所定値ΔＴＩＧ分進角させる。具体的には、補正点火時期ＴＩＧから所定値（補正進角値）ΔＴＩＧを引いて、今回の補正点火時期ＴＩＧとして設定し、前記ステップ１８０に戻る。
In step 340, since the corrected ignition timing TIG is the maximum advance angle TIGM, the value of the maximum advance angle TIGM is set as the value of the corrected ignition timing TIG, and the process returns to step 180.
On the other hand, in
なお、図７に示す補正点火時期算出処理にて設定された補正点火時期ＴＩＧは、それ以降に信号処理部４３に入力される基準点火信号（Ａ）を補正して出力するために順番に使用される。
The corrected ignition timing TIG set in the corrected ignition timing calculation process shown in FIG. 7 is used in order to correct and output the reference ignition signal (A) input to the
次に、ノッキング検出処理について説明する。
本処理は、ノッキング信号に基づいて、ノッキングを検出する処理である。本処理は所定期間毎に実施される。
Next, the knocking detection process will be described.
This processing is processing for detecting knocking based on the knocking signal. This process is performed every predetermined period.
図８に示す様に、ステップ４００にて、ノック検知フラグＫＮＳをクリア（０に設定）する。
続くステップ４１０では、点火時期か否か（点火信号がハイレベルからローレベルになるタイミングであるか否か）を判定する。ここで肯定判断されるとステップ４２０に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。
As shown in FIG. 8, at step 400, knock detection flag KNS is cleared (set to 0).
In the following step 410, it is determined whether or not it is an ignition timing (whether or not the ignition signal is a timing when the ignition signal changes from a high level to a low level). If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 420, whereas if a negative determination is made, the present process is temporarily terminated.
ステップ４２０では、ノック検知ウィンドウ測定タイマーをスタートする。
続くステップ４３０では、ステップ２５０にて演算したノック検知ウィンドウＫＮＷに対応する期間内にあるか否か（換言すれば、ノック検知ウィンドウＫＮＷ内であるか否か）をノックウィンドウ測定タイマーの値に基づき判定する。ここで肯定判断されるとステップ４４０に進み、一方否定判断されると前記ステップ４３０に戻って同様な処理を繰り返す。
In step 420, a knock detection window measurement timer is started.
In the following step 430, whether or not it is within the period corresponding to the knock detection window KNW calculated in step 250 (in other words, whether or not it is in the knock detection window KNW) is based on the value of the knock window measurement timer. judge. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 440. If a negative determination is made, the process returns to step 430 and the same processing is repeated.
ステップ４４０では、ノッキングセンサ４１から得られたノッキング信号が有効であると設定する。
続くステップ４５０では、ステップ２５０にて演算したノック検知ウィンドウＫＮＷに対応する期間が経過したか否か（換言すれば、ノック検知ウィンドウＫＮＷ外であるか否か）をノックウィンドウ測定タイマーの値に基づき判定する。ここで肯定判断されるとステップ４６０に進み、一方否定判断されると前記ステップ４４０に戻って同様な処理を繰り返す。
In step 440, the knocking signal obtained from the knocking
In the following step 450, whether or not the period corresponding to the knock detection window KNW calculated in
ステップ４６０では、ノックウィンドウ測定タイマーをリセットする。
続くステップ４７０では、ノッキング信号のピーク値ＫｎｉｎＰｋを算出する。
続くステップ４８０では、ノッキング信号のピーク値ＫｎｉｎＰｋが、ノッキングの有無を判定する所定の判定値Ｔｈを上回るか否か、即ち、ノッキングが発生したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ４９０に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。
In step 460, the knock window measurement timer is reset.
In the following step 470, the peak value KninPk of the knocking signal is calculated.
In the following step 480, it is determined whether or not the peak value KninPk of the knocking signal exceeds a predetermined determination value Th for determining the presence or absence of knocking, that is, whether or not knocking has occurred. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 490, whereas if a negative determination is made, the present process is temporarily terminated.
判定値Ｔｈは、基準判定値Ｔｈｓに係数ｋを乗じた値（Ｔｈ＝Ｔｈｓ×ｋ）である。基準判定値Ｔｈｓは、設計段階で定められたノッキング判定用の閾値である。係数ｋは、判定値Ｔｈがノッキング判定可能な適正値となる値が設定されている。 The determination value Th is a value obtained by multiplying the reference determination value Ths by a coefficient k (Th = Ths × k). The reference determination value Ths is a threshold for knocking determination determined at the design stage. The coefficient k is set to a value at which the determination value Th is an appropriate value that allows knocking determination.
なお、係数ｋは、実際にノッキングセンサ４１と信号処理部４３とを接続して実施した加振検査の結果に基づき値が定められており、ノッキングセンサ４１、信号処理部４３および接続ケーブル４５の個体差に応じて定められた値となる。加振検査の詳細内容については、後述する。
Note that the coefficient k is determined based on the result of the vibration test performed by actually connecting the knocking
ステップ４９０では、ノッキングが発生しているので、そのことを示すノック検知フラグＫＮＳをセット（１に設定）し、本処理を終了する。
次に、信号切替処理について説明する。
In step 490, since knocking has occurred, a knock detection flag KNS indicating that is set (set to 1), and this processing is terminated.
Next, the signal switching process will be described.
本処理は、内燃機関の回転数に関連する情報に基づいて、点火信号の調整（補正）を行うか否かを切り替える処理である。本処理は所定期間毎に繰り返し実施される。
図９のフローチャートに示す様に、ステップ（Ｓ）６１０では、補正点火時期算出処理のステップ２４０で記憶した内燃機関の回転数ＲＰＮ（Ｓ）が調整許可範囲に含まれるか否かを判定しており、回転数ＲＰＮ（Ｓ）が調整許可範囲に含まれる場合には肯定判定してステップ６２０に移行し、回転数ＲＰＮ（Ｓ）が調整許可範囲に含まれない場合には否定判定してステップ６４０に移行する。
This process is a process of switching whether or not to adjust (correct) the ignition signal based on information related to the rotational speed of the internal combustion engine. This process is repeatedly performed every predetermined period.
As shown in the flowchart of FIG. 9, in step (S) 610, it is determined whether or not the engine speed RPN (S) stored in step 240 of the corrected ignition timing calculation process is included in the adjustment permission range. If the rotation speed RPN (S) is included in the adjustment permission range, an affirmative determination is made and the process proceeds to step 620. If the rotation speed RPN (S) is not included in the adjustment permission range, a negative determination is made and the step is performed. 640.
本実施例では、回転数ＲＰＮ（Ｓ）の調整許可範囲として、２０００［ｒｐｍ］以上の回転数領域が設定されている。つまり、回転数ＲＰＮ（Ｓ）が２０００［ｒｐｍ］以上である場合には、ステップ６１０で肯定判定され、回転数ＲＰＮ（Ｓ）が２０００［ｒｐｍ］未満である場合には、ステップ６１０で否定判定される。 In the present embodiment, a rotation speed region of 2000 [rpm] or more is set as the adjustment permission range of the rotation speed RPN (S). That is, if the rotational speed RPN (S) is 2000 [rpm] or more, an affirmative determination is made in step 610, and if the rotational speed RPN (S) is less than 2000 [rpm], a negative determination is made in step 610. Is done.
ステップ６２０では、補正点火時期算出処理のステップ２８０で算出した内燃機関の回転数偏差ΔＲＰＮ（Ｓ）が調整許可範囲に含まれるか否かを判定しており、回転数偏差ΔＲＰＮ（Ｓ）が調整許可範囲に含まれる場合には肯定判定してステップ６３０に移行し、回転数偏差ΔＲＰＮ（Ｓ）が調整許可範囲に含まれない場合には否定判定してステップ６４０に移行する。 In step 620, it is determined whether or not the engine speed deviation ΔRPN (S) calculated in step 280 of the corrected ignition timing calculation process is included in the adjustment permission range, and the engine speed deviation ΔRPN (S) is adjusted. If it is included in the permitted range, an affirmative determination is made and the process proceeds to step 630. If the rotational speed deviation ΔRPN (S) is not included in the adjustment permitted range, a negative determination is made and the process proceeds to step 640.
本実施例では、回転数偏差ΔＲＰＮ（Ｓ）の調整許可範囲として、５００［ｒｐｍ］以下の領域が設定されている。つまり、回転数偏差ΔＲＰＮ（Ｓ）が５００［ｒｐｍ］以下である場合には、ステップ６２０で肯定判定され、回転数偏差ΔＲＰＮ（Ｓ）が５００［ｒｐｍ］よりも大きい場合には、ステップ６２０で否定判定される。 In the present embodiment, an area of 500 [rpm] or less is set as the adjustment permission range of the rotational speed deviation ΔRPN (S). That is, when the rotational speed deviation ΔRPN (S) is 500 [rpm] or less, an affirmative determination is made at step 620, and when the rotational speed deviation ΔRPN (S) is larger than 500 [rpm], at step 620. Negative determination is made.
ステップ６３０では、補正点火時期算出処理により調整（補正）された補正点火時期ＴＩＧに基づき定められる補正点火信号を、イグナイタ３３に対して出力する補正点火信号（Ｂ）として設定する。
In step 630, a corrected ignition signal determined based on the corrected ignition timing TIG adjusted (corrected) by the corrected ignition timing calculation process is set as a corrected ignition signal (B) to be output to the
ステップ６４０では、内燃機関用制御装置３７から受信した基準点火信号（Ａ）を、調整（補正）することなくそのまま、イグナイタ３３に対して出力する補正点火信号（Ｂ）として設定する。
In step 640, the reference ignition signal (A) received from the internal
ステップ６３０またはステップ６４０が終了するとステップ６５０に移行し、ステップ６５０では、本ステップの開始時刻から時間計測を開始し、予め定められた待機時間（本実施例では、１．０［ｍｓｅｃ］）が経過すると、前記ステップ６１０に戻る。 When step 630 or step 640 ends, the process proceeds to step 650. At step 650, time measurement is started from the start time of this step, and a predetermined standby time (1.0 [msec] in this embodiment) is set. When the time has elapsed, the process returns to step 610.
このように、信号切替処理では、ステップ６１０からステップ６５０までの処理が繰り返し実行される。本処理は、信号処理部４３が停止するまで実行される。
上述のように、信号切替処理は、回転数ＲＰＮ（Ｓ）が調整許可範囲に含まれ、かつ、回転数偏差ΔＲＰＮ（Ｓ）が調整許可範囲に含まれる場合（ステップ６１０，６２０それぞれで肯定判定の場合）には、補正点火時期算出処理により調整（補正）された補正点火信号をイグナイタ３３に対して出力する。
Thus, in the signal switching process, the processes from step 610 to step 650 are repeatedly executed. This process is executed until the
As described above, in the signal switching process, when the rotation speed RPN (S) is included in the adjustment permission range and the rotation speed deviation ΔRPN (S) is included in the adjustment permission range (Yes in steps 610 and 620, respectively). In this case, the corrected ignition signal adjusted (corrected) by the corrected ignition timing calculation process is output to the
他方、回転数ＲＰＮ（Ｓ）が調整許可範囲に含まれない、あるいは、回転数偏差ΔＲＰＮ（Ｓ）が調整許可範囲に含まれない場合（ステップ６１０，６２０のうち少なくとも一方で否定判定の場合）には、信号切替処理は、内燃機関用制御装置３７から受信した基準点火信号（Ａ）をそのままイグナイタ３３に対して出力する。
On the other hand, when the rotational speed RPN (S) is not included in the adjustment permission range, or when the rotation speed deviation ΔRPN (S) is not included in the adjustment permission range (in the case of negative determination at least one of steps 610 and 620). In the signal switching process, the reference ignition signal (A) received from the internal
このようにして、信号切替処理は、内燃機関の運転状態（詳細には、回転数ＲＰＮ（Ｓ）および回転数偏差ΔＲＰＮ（Ｓ））に応じて、点火信号の調整（補正）を行うか否かを切り替える。 Thus, in the signal switching process, whether or not the ignition signal is adjusted (corrected) according to the operating state of the internal combustion engine (specifically, the rotational speed RPN (S) and the rotational speed deviation ΔRPN (S)). Switch between.
［１−６．加振検査］
次に、ノッキング検出装置３１の加振検査について説明する。
なお、加振検査は、ノッキング検出装置３１を内燃機関に装着する前段階で実施する検査であり、ノッキングセンサ４１に所定強度の振動を与えて、その振動に対するノッキング検出結果を調べる検査である。そして、振動に対するノッキング検出結果に基づいてノッキング判定に関する設定値を調整することで、ノッキング検出装置３１のノッキング検出精度を向上させる。
[1-6. Excitation test]
Next, the vibration inspection of the knocking
The vibration inspection is an inspection performed before the knocking
ここで、ノッキングセンサ４１および信号処理部４３の製造段階から、加振検査の結果に基づいてノッキング判定に関する設定値を調整する段階を経て、ノッキングセンサ４１および信号処理部４３の出荷準備完了に至るまでの一連の流れについて説明する。
Here, from the manufacturing stage of the knocking
図１０のフローチャートに示す様に、ステップ（Ｓ）９１０では、ノッキングセンサ４１および信号処理部４３の製造を行う。
次のステップ９２０では、ノッキングセンサ４１および信号処理部４３を互いに接続する。このとき、本実施例では、接続ケーブル４５を用いてノッキングセンサ４１および信号処理部４３を接続することで、ノッキング検出装置３１が完成する。
As shown in the flowchart of FIG. 10, in step (S) 910, the knocking
In the next step 920, the knocking
次のステップ９３０では、一体に接続されたノッキングセンサ４１および信号処理部４３を加振検査装置（図示省略）に取り付けて、予め定められた強度の検査用振動をノッキングセンサ４１に与える。
In the next step 930, the knocking
次のステップ９４０では、信号処理部４３でノッキング検出処理を実行させて、ステップ４７０で算出されるノッキング信号のピーク値ＫｎｉｎＰｋを、信号処理部４３から読み取るとともに、ピーク値ＫｎｉｎＰｋと判定値Ｔｈ（＝基準判定値Ｔｈｓ×係数ｋ）との差分値Ａ（＝ＫｎｉｎＰｋ−Ｔｈ）を演算する。
In the next step 940, the
なお、加振検査装置は、信号処理部４３と接続されており、ピーク値ＫｎｉｎＰｋ、判定値Ｔｈ、基準判定値Ｔｈｓ、係数ｋなどの各値を信号処理部４３（詳細には、情報記憶部４６）から読み取る。そして、信号処理部４３から読み取った各値を用いて、差分値Ａを演算する。
The vibration inspection apparatus is connected to the
次のステップ９５０では、差分値Ａが予め定められた許容範囲内であるか否かを判定しており、肯定判断されるとステップ９８０に進み、一方否定判断されるとステップ９６０に進む。 In the next step 950, it is determined whether or not the difference value A is within a predetermined allowable range. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step 980. If a negative determination is made, the process proceeds to step 960.
ステップ９６０では、差分値Ａに基づいて係数ｋの較正値を演算する。具体的には、差分値Ａが０に近づくように、係数ｋの較正値を演算する。
ステップ９７０では、ステップ９６０で演算した係数ｋの較正値を、加振検査に供されたノッキングセンサ４１に対して接続ケーブル４５と接続された（一体化された）状態のもと、信号処理部４３の情報記憶部４６に書き込むことで、係数ｋを変更する。
In step 960, the calibration value of the coefficient k is calculated based on the difference value A. Specifically, the calibration value of the coefficient k is calculated so that the difference value A approaches zero.
In step 970, the signal processing unit under the state where the calibration value of the coefficient k calculated in step 960 is connected (integrated) with the
ステップ９７０のあと、再びステップ９３０に移行し、再度、加振検査を行う。
このように、差分値Ａが許容範囲内に収まるまで（換言すれば、ステップ９５０で肯定判定されるまで）、ステップ９３０〜ステップ９７０までの処理を繰り返し実施することで、係数ｋの調整を行う。
After step 970, the process proceeds to step 930 again, and the vibration inspection is performed again.
As described above, the coefficient k is adjusted by repeatedly performing the processing from step 930 to step 970 until the difference value A falls within the allowable range (in other words, until an affirmative determination is made in step 950). .
ステップ９５０で肯定判定されると、ステップ９８０に移行し、ステップ９８０では、ノッキング検出装置３１の出荷準備完了と判定する。
このようにして、ノッキングセンサ４１および信号処理部４３の製造段階から出荷準備完了に至るまでの間に、加振検査を行うことで、ノッキング判定に関する設定値（本実施例では、係数ｋ）が適切な値に調整される。
If an affirmative determination is made in step 950, the process proceeds to step 980, and in step 980, it is determined that the knocking
In this way, by performing the vibration inspection from the manufacturing stage of the knocking
［１−７．効果］
次に、本実施例の効果を説明する。
ノッキング検出装置３１は、情報記憶部４６を備えるため、「ノッキング検出処理に関する設定値」のうち係数ｋについては、個体差が考慮されない一定値（例えば、設計段階の試験で特定される「適正値」）ではなく、個体差に応じて定められる適正値を記憶することが可能となる。
[1-7. effect]
Next, the effect of the present embodiment will be described.
Since the knocking
つまり、ノッキング検出装置３１においては、ノッキングセンサ４１、信号処理部４３および接続ケーブル４５の個体差が生じた場合であっても、加振検査の結果を踏まえて、その個体差に応じて定められる適正値が係数ｋとして記憶されるため、ノッキング判定を適切に実行することが可能となる。換言すれば、情報記憶部４６によるノッキングセンサ４１等の個体差を調整するための機能を信号処理部４３に付加したことにより、ノッキングセンサ４１、信号処理部４３および接続ケーブル４５の個々の特性バラツキを、それぞれを接続した状態のもとで一括して調整することができ、ノッキング判定精度の低下を抑制することができる。
That is, in the knocking
また、本実施例のノッキング検出装置３１においては、信号処理部４３は、ノッキング検出処理を実行することで、ノッキングセンサ４１が出力するノッキング信号（詳細には、ノッキング信号のピーク値ＫｎｉｎＰｋ）と判定値Ｔｈとの比較結果に基づいて、ノッキング判定を行う（ステップ４８０）。
In the knocking
そして、情報記憶部４６は、ノッキングセンサ４１などの個体差に応じて定められた係数ｋを記憶するとともに判定値Ｔｈを記憶する。
このように個体差に応じて定められた判定値Ｔｈを記憶する構成を採ることで、ノッキング信号（詳細には、ピーク値ＫｎｉｎＰｋ）と判定値Ｔｈとの比較結果に基づいてノッキング判定を行うにあたり、ノッキングセンサ４１、信号処理部４３および接続ケーブル４５の個体差がそれぞれ生じた場合であっても、その個体差に応じて定められる適正値を判定値Ｔｈとして利用できる。
And the
By adopting a configuration for storing the determination value Th determined according to the individual difference in this way, knocking determination is performed based on the comparison result between the knocking signal (specifically, the peak value KninPk) and the determination value Th. Even when individual differences among the knocking
これにより、ノッキングセンサ４１などの個体差の影響を抑えつつノッキング判定できることから、適切なノッキング判定が可能となり誤判定を抑制できるため、ノッキング判定精度の低下を抑制できる。
Thereby, since knocking determination can be performed while suppressing the influence of individual differences such as the knocking
また、ノッキング検出装置３１においては、補正点火時期算出処理を実行する信号処理部４３が、ノッキング検出処理によるノッキング判定結果と、基準点火信号（Ａ）と、に基づいて、内燃機関１の点火時期を調整する。
Further, in the knocking
このときに用いるノッキング判定結果は、上述のノッキング検出処理による判定結果であるため、ノッキングセンサ４１などに個体差が生じる場合であっても、ノッキング判定精度の低下を抑制できる。
Since the knocking determination result used at this time is a determination result by the above-described knocking detection process, even if there is an individual difference in the knocking
このため、補正点火時期算出処理を実行する信号処理部４３が内燃機関１の点火時期を調整するにあたり、ノッキング判定精度の低下によって、点火時期の調整精度が低下することを抑制できる。
For this reason, when the
［１−８．特許請求の範囲との対応関係］
ここで、特許請求の範囲と本実施例とにおける文言の対応関係について説明する。
ノッキングセンサ４１から出力される信号が振動検出信号の一例に相当し、ノッキング信号のピーク値ＫｎｉｎＰｋが検出取得値の一例に相当し、ノッキング検出処理を実行する信号処理部４３が信号処理部の一例に相当し、情報記憶部４６が個体差記憶部の一例に相当し、係数ｋおよび判定値Ｔｈが個別設定値の一例に相当し、判定値Ｔｈがノッキング判定閾値の一例に相当する。
[1-8. Correspondence with Claims]
Here, the correspondence relationship between the words in the claims and the present embodiment will be described.
The signal output from the knocking
内燃機関用制御装置３７が外部装置の一例に相当し、基準点火信号（Ａ）が点火時期に関する信号の一例に相当し、補正点火時期算出処理を実行する信号処理部４３が点火時期調整装置の一例に相当する。
The internal combustion
［２．実施例２］
次に実施例２について説明するが、前記実施例１と同様な内容については説明を省略する。
[2. Example 2]
Next, the second embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted.
図１１（ａ）に示す様に、本実施例のノッキング検出装置１２１は、前記実施例１と同様に、ノッキングセンサ１２３と信号処理部１２５と（それらを接続する）接続ケーブル１２７とから、一体に構成されている。
As shown in FIG. 11A, the knocking
特に本実施例では、信号処理部１２５と接続ケーブル１２７とは、分離不可能に一体に構成されているが、図示するように、ノッキングセンサ１２３と接続ケーブル１２７とは、着脱可能に一体に構成されている。
In particular, in the present embodiment, the
つまり、ノッキングセンサ１２３のコネクタ部１２９には、第１出力端子１３１、第２出力端子１３３が露出する凹部１３５が設けられており、この凹部１３５と接続ケーブル１２７の第１コネクタ部１３７とが、着脱可能に結合する構成となっている。これにより、ノッキングセンサ１２３と信号処理部１２５とは、着脱可能に一体に構成されることになる。
That is, the
本実施例によっても、前記実施例１同様な効果を奏する。また、本実施例では、ノッキングセンサ１２３と信号処理部１２５とは、着脱可能に一体に構成されているので、ノッキングセンサ１２３と信号処理部１２５とのいずれかが故障した場合に、両者を分離した上で故障した装置だけを取り替えれば済むという利点がある。
According to the present embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained. Further, in this embodiment, the knocking
なお、故障した装置を取り替えた場合には、上述した加振検査を行い、その結果に基づいてノッキング判定に関する設定値の調整を行うことで、装置を取り替えた後も前記実施例１と同様な効果が発揮されることは言うまでもない。 When the failed device is replaced, the above-described vibration inspection is performed, and the setting value related to the knocking determination is adjusted based on the result, so that the same as the first embodiment is performed after the device is replaced. Needless to say, the effect is demonstrated.
［３．実施例３］
次に実施例３について説明するが、前記実施例２と同様な内容については説明を省略する。
[3. Example 3]
Next, the third embodiment will be described, but the description of the same contents as the second embodiment will be omitted.
図１１（ｂ）に示す様に、本実施例のノッキング検出装置１４１は、前記実施例１と同様に、ノッキングセンサ１４３と信号処理部１４５と（それらを接続する）接続ケーブル１４７とから、一体に構成されている。
As shown in FIG. 11 (b), the knocking
特に本実施例では、ノッキングセンサ１４３と接続ケーブル１４７とは、分離不可能に一体に構成されているが、図示するように、信号処理部１４５と接続ケーブル１４７とは、着脱可能に一体に構成されている。
In particular, in the present embodiment, the knocking
つまり、信号処理部１４５には凹状のコネクタ部１４９が設けられており、このコネクタ部１４９と接続ケーブル１４７の第２コネクタ部１５１とが、着脱可能に結合する構成となっている。これにより、ノッキングセンサ１４３と信号処理部１４５とは、着脱可能に一体に構成されることになる。
That is, the
本実施例によっても、前記実施例２と同様な効果を奏する。
［４．実施例４］
次に実施例４について説明するが、前記実施例２と同様な内容については説明を省略する。
According to the present embodiment, the same effects as those of the second embodiment can be obtained.
[4. Example 4]
Next, the fourth embodiment will be described, but the description of the same contents as the second embodiment will be omitted.
図１１（ｃ）に示す様に、本実施例のノッキング検出装置１６１は、前記実施例１と同様に、ノッキングセンサ１６３と信号処理部１６５と（それらを接続する）接続ケーブル１６７とから、一体に構成されている。
As shown in FIG. 11 (c), the knocking
特に本実施例では、ノッキングセンサ１６３と接続ケーブル１６７と、更に、信号処理部１６５と接続ケーブル１６７とは、着脱可能に一体に構成されている。
つまり、前記実施例２と同様に、ノッキングセンサ１６３のコネクタ部１６９には、第１出力端子１７１、第２出力端子１７３が露出する凹部１７５が設けられており、この凹部１７５と接続ケーブル１６７の第１コネクタ部１７７とが、着脱可能に結合する構成となっている。
In particular, in this embodiment, the knocking
That is, as in the second embodiment, the
また、信号処理部１６５には凹状のコネクタ部１７９が設けられており、このコネクタ部１７９と接続ケーブル１６７の第２コネクタ部１８１とが、着脱可能に結合する構成となっている。
The
以上のことから、実施例４のノッキング検出装置１６１は、ノッキングセンサ１６３と信号処理部１６５とが着脱可能に一体に構成される構成を有する。
本実施例によっても、前記実施例２同様な効果を奏する。
From the above, the knocking
According to the present embodiment, the same effects as in the second embodiment can be obtained.
［５．実施例５］
次に実施例５について説明するが、前記実施例１と同様な内容については説明を省略する。
[5. Example 5]
Next, although Example 5 is demonstrated, description is abbreviate | omitted about the content similar to the said Example 1. FIG.
図１２（ａ），（ｂ）に示す様に、本実施例のノッキング検出装置１９１は、前記実施例１と同様に、ノッキングセンサ１９３を備えているが、接続ケーブルは備えておらず、信号処理部１９５は、ノッキングセンサ１９３内に配置されている。なお、図１２（ａ），（ｂ）では、内部の構成を樹脂モールドを透過した状態で示している。
As shown in FIGS. 12A and 12B, the knocking
詳しくは、本実施例のノッキング検出装置１９１は、前記実施例１と同様に、ノッキングセンサ１９３の本体部１９６とコネクタ部１９７とを備えるとともに、本体部１９６の樹脂モールドされた内部には、主体金具１９９に圧電素子２０１や一対の電極板２０３、２０５やウエイト２０７やナット２０９等が嵌められた作動部２１１が収納されており、この作動部２１１の表面に、信号処理部１９５が配置されている。
Specifically, the knocking
この信号処理部１９５には、一対の電極板２０３、２０５から伸びる出力端子（図示せず）が接続されている。また、この信号処理部１９５には、内燃機関用制御装置から点火信号（基準点火信号（Ａ））が入力される入力端子２１３と、イグナイタに点火信号（補正点火信号（Ｂ）あるいは異常状態が検出された場合に出力される基準点火信号（Ａ））を出力する出力端子２１５と、信号処理部１９５に電力を供給する一対の電力端子２１７、２１９と、が延出して設けられている。
An output terminal (not shown) extending from the pair of
本実施例によっても、前記実施例１同様な効果を奏するとともに、装置をコンパクトに形成することができるという利点がある。なお、本実施例では、接続ケーブルを備えていないため、接続ケーブルの個体差を考慮せずに、ノッキングセンサ１９３および信号処理部１９５の個体差を考慮して個別設定値（例えば、係数ｋ）を情報記憶部に記憶（設定）すればよい。
Also according to the present embodiment, there are advantages that the same effects as in the first embodiment can be obtained and the apparatus can be formed compactly. In this embodiment, since the connection cable is not provided, the individual set value (for example, coefficient k) is considered in consideration of the individual difference between the knocking
［６．実施例６］
次に実施例６について説明するが、前記実施例１と同様な内容については説明を省略する。
[6. Example 6]
Next, the sixth embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted.
本実施例６は、実施例１と比べて、情報記憶部２８６に記憶される情報のうち、個体差に応じて定められる設定値が相違している。具体的には、個体差に応じて定められる設定値は、係数ｋではなく、ノッキングセンサ２８３から入力される信号の信号増幅率（Ｇａｉｎ）としての増幅率設定値Ｇ１である。
The sixth embodiment is different from the first embodiment in setting values determined according to individual differences among the information stored in the
［６−１．実施例６の基本的な構成］
まず、本実施例６の基本的な構成について説明する。
図１３に示す様に、本実施例６におけるシステムは、前記実施例１と同様に、内燃機関用制御装置２８１、ノッキング検出装置２８７、イグナイタ２８９、点火コイル２９１、点火プラグ２９３などを備えている。ノッキング検出装置２８７は、少なくともノッキングセンサ２８３および信号処理部２８５を備える。
[6-1. Basic Configuration of Example 6]
First, the basic configuration of the sixth embodiment will be described.
As shown in FIG. 13, the system according to the sixth embodiment includes an internal combustion
本実施例６におけるシステムでは、前記実施例１と同様に、内燃機関用制御装置２８１から信号処理部２８５に対して、点火時期の情報を含む基準点火信号（点火信号Ａ）が送信され、信号処理部２８５からイグナイタ２８９に対して、補正点火信号Ｂが送信される。
In the system of the sixth embodiment, as in the first embodiment, a reference ignition signal (ignition signal A) including information on the ignition timing is transmitted from the internal combustion
なお、内燃機関用制御装置２８１とノッキング検出装置２８７とを備えたシステムを、点火時期制御システム２９０と称する（以下同様）。
信号処理部２８５は、ＯＢＤシステム２８４および情報記憶部２８６を備える。また、信号処理部２８５は、ＣＰＵ２８８およびゲイン調整部４０１を備える。
A system including the internal combustion
The
［６−２．ゲイン調整部］
ゲイン調整部４０１は、ノッキングセンサ２８３から入力される信号を増幅して、信号処理部２８５での内部処理に使用可能な信号レベルに調整するために備えられている。ゲイン調整部４０１での信号増幅率は、情報記憶部２８６に記憶された増幅率設定値Ｇ１に基づいて定められる。
[6-2. Gain adjustment section]
The
図１４に示すように、ゲイン調整部４０１は、信号入力部４０３と、信号出力部４０５と、可変抵抗部４０７と、オペアンプ４０９と、抵抗素子Ｒ５〜Ｒ６と、コンデンサＣ１と、参照電圧部Ｖｒｅｆと、を備えている。
As shown in FIG. 14, the
信号入力部４０３は、ノッキングセンサ２８３からのノッキング信号が入力される入力部であり、信号出力部４０５は、増幅されたノッキング信号を出力する出力部である。
可変抵抗部４０７は、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４と、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４と、を備えている。スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４は、それぞれＣＰＵ２８８の第１切替端子〜第４切替端子からの指令信号に基づいて、ＯＮ状態（閉状態）またはＯＦＦ状態（開状態）に設定される。つまり、可変抵抗部４０７は、ＣＰＵ２８８からの指令信号に応じて、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４のそれぞれについて有効・無効が切り替わることで、全体としての抵抗値が変更可能に構成されている。
The
The
そして、オペアンプ４０９への入力電圧Ｖｉｎに対するオペアンプ４０９の出力電圧Ｖｏｕｔは、［数１］に示す演算式で表される。このうち、合成抵抗Ｒａは、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４のそれぞれの抵抗値との間で、［数２］に示すような関係を有する。
The output voltage Vout of the
そして、ＣＰＵ２８８は、情報記憶部２８６に記憶された増幅率設定値Ｇ１に基づいて、第１切替端子〜第４切替端子から出力する指令信号をそれぞれ設定することで、可変抵抗部４０７の抵抗値を設定し、ゲイン調整部４０１の増幅率Ｇを設定する。
Then, the
なお、増幅率設定値Ｇ１は、実際にノッキングセンサ２８３と信号処理部２８５とを接続して実施した加振検査の結果に基づき値が定められており、ノッキングセンサ２８３および信号処理部２８５の個体差に応じて定められた値となる。加振検査の詳細内容については、後述する。
Note that the amplification factor set value G1 is determined based on the result of an excitation test performed by actually connecting the knocking
つまり、増幅率設定値Ｇ１がノッキングセンサ２８３および信号処理部２８５の個体差に応じて定められた値であるため、ゲイン調整部４０１で増幅されたノッキング信号のレベルは、ＣＰＵ２８８でのノッキング検出処理において適切にノッキング判定可能なレベルとなる。
That is, since the amplification factor set value G1 is a value determined according to the individual difference between the knocking
［６−３．加振検査］
次に、実施例６のノッキング検出装置２８７における加振検査について説明する。
ここで、ノッキングセンサ２８３および信号処理部２８５の製造段階から、加振検査の結果に基づいてノッキング判定に関する設定値を調整する段階を経て、ノッキングセンサ２８３および信号処理部２８５の出荷準備完了に至るまでの一連の流れについて説明する。
[6-3. Excitation test]
Next, a vibration inspection in the knocking
Here, from the manufacturing stage of the knocking
なお、図１５のフローチャートに示すように、本実施例６では、ステップ９１０〜９５０，９８０では、前記実施例１でのステップ９１０〜９５０，９８０と同様な処理を行うので、その説明は省略する。 As shown in the flowchart of FIG. 15, in the sixth embodiment, steps 910 to 950 and 980 perform the same processing as steps 910 to 950 and 980 in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. .
本実施例６では、実施例１でのステップ９６０，９７０に代えて、ステップ１０６０，１０７０を実行する。
ステップ１０６０では、差分値Ａに基づいて増幅率設定値Ｇ１の較正値を演算する。具体的には、差分値Ａが０に近づくように、増幅率設定値Ｇ１の較正値を演算する。
In the sixth embodiment, steps 1060 and 1070 are executed instead of steps 960 and 970 in the first embodiment.
In step 1060, a calibration value of the amplification factor setting value G1 is calculated based on the difference value A. Specifically, the calibration value of the amplification factor setting value G1 is calculated so that the difference value A approaches zero.
ステップ１０７０では、ステップ１０６０で演算した増幅率設定値Ｇ１の較正値を、加振検査に供されたノッキングセンサ２８３に対して接続ケーブル２８２と接続された（一体化された）状態のもと、信号処理部２８５の情報記憶部２８６に書き込むことで、増幅率設定値Ｇ１を変更する。
In step 1070, the calibration value of the amplification factor set value G1 calculated in step 1060 is connected (integrated) to the
ステップ１０７０のあと、再びステップ９３０に移行し、再度、加振検査を行う。
このように、差分値Ａが許容範囲内に収まるまで（換言すれば、ステップ９５０で肯定判定されるまで）、ステップ９３０〜９５０，１０６０，１０７０までの処理を繰り返し実施することで、増幅率設定値Ｇ１の調整を行う。
After step 1070, the process again proceeds to step 930, and the vibration inspection is performed again.
As described above, until the difference value A falls within the allowable range (in other words, until an affirmative determination is made in step 950), the processing of steps 930 to 950, 1060, and 1070 is repeatedly performed to set the amplification factor. The value G1 is adjusted.
ステップ９５０で肯定判定されると、ステップ９８０に移行し、ステップ９８０では、ノッキング検出装置２８７の出荷準備完了と判定する。
このようにして、ノッキングセンサ２８３および信号処理部２８５の製造段階から出荷準備完了に至るまでの間に、加振検査を行うことで、ノッキング判定に関する設定値（本実施例では、増幅率設定値Ｇ１）が適切な値に調整される。
If an affirmative determination is made in step 950, the process proceeds to step 980, and in step 980, it is determined that the knocking
In this way, by performing the vibration inspection from the manufacturing stage of the knocking
［６−４．実施例６の効果］
次に、本実施例の効果について説明する。
実施例６のノッキング検出装置２８７は、前記実施例１と同様に、情報記憶部２８６を備えるため、「ノッキング検出処理に関する設定値」のうち増幅率設定値Ｇ１については、個体差が考慮されない一定値（例えば、設計段階の試験で特定される「適正値」）ではなく、個体差に応じて定められる適正値を記憶することが可能となる。
[6-4. Effects of Example 6]
Next, the effect of the present embodiment will be described.
Since the knocking
つまり、ノッキング検出装置２８７においては、ノッキングセンサ２８３、信号処理部２８５および接続ケーブル２８２の個体差が生じた場合であっても、加振検査の結果を踏まえて、その個体差に応じて定められる適正値が増幅率設定値Ｇ１として記憶されるため、ノッキング判定を適切に実行することが可能となる。
That is, in the knocking
これにより、ノッキング検出装置２８７は、適切なノッキング判定が可能となり誤判定を抑制できるため、ノッキング判定精度の低下を抑制できる。
［６−５．特許請求の範囲との対応関係］
ここで、特許請求の範囲と本実施例とにおける文言の対応関係について説明する。
As a result, the knocking
[6-5. Correspondence with Claims]
Here, the correspondence relationship between the words in the claims and the present embodiment will be described.
ノッキングセンサ２８３から出力される信号が振動検出信号の一例に相当し、ノッキング検出処理を実行する信号処理部２８５が信号処理部の一例に相当し、情報記憶部２８６が個体差記憶部の一例に相当し、増幅率設定値Ｇ１が個別設定値の一例に相当する。
The signal output from the knocking
内燃機関用制御装置２８１が外部装置の一例に相当し、基準点火信号（Ａ）が点火時期に関する信号の一例に相当し、補正点火時期算出処理を実行する信号処理部２８５が点火時期調整装置の一例に相当する。
The internal combustion
［７．他の実施例］
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
[7. Other embodiments]
As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is possible to implement in various aspects.
例えば、上記実施例では、個別設定値として、係数ｋ，判定値Ｔｈ，増幅率設定値Ｇ１を情報記憶部（個体差記憶部）に記憶する形態について説明したが、個別設定値はこれらに限定されない。つまり、「ノッキング判定に関する設定値」のうち、ノッキングセンサなどの個体差に応じて値が変化する設定値であれば、個別設定値として利用できる。 For example, in the above-described embodiment, the mode in which the coefficient k, the determination value Th, and the amplification factor setting value G1 are stored as the individual setting values in the information storage unit (individual difference storage unit) has been described. However, the individual setting values are limited to these. Not. That is, among the “setting values related to knocking determination”, any setting value whose value changes according to individual differences such as a knocking sensor can be used as an individual setting value.
また、上記実施例では、加振検査の結果に基づいて１つの設定値のみを調整する形態について説明したが、複数の設定値を調整する形態を採ることもできる。例えば、まずは、差分値Ａが第１許容範囲に収まるように増幅率設定値Ｇ１について調整し、その後、差分値Ａが第２許容範囲（第１許容範囲よりも狭い範囲）に収まるように係数ｋについて調整することで、複数の設定値について調整しても良い。 Moreover, although the said Example demonstrated the form which adjusts only one setting value based on the result of an excitation test | inspection, the form which adjusts a several setting value can also be taken. For example, first, the gain setting value G1 is adjusted so that the difference value A is within the first allowable range, and then the coefficient is set so that the difference value A is within the second allowable range (range narrower than the first allowable range). By adjusting k, a plurality of set values may be adjusted.
また、情報記憶部（個体差記憶部）は、信号処理部の制御処理で読み出し可能な形態で備えられるものであればよく、信号処理部の内蔵型メモリとして備えられる形態や、信号処理部に着脱可能な記憶部として備えられる形態など、任意の形態を採ることができる。 Further, the information storage unit (individual difference storage unit) may be provided as long as it can be read by the control processing of the signal processing unit. Arbitrary forms, such as a form provided as a removable storage part, can be taken.
さらに、上記実施例では、信号処理部が、ノッキング検出処理のみならず、補正点火時期算出処理および信号切替処理を実行する構成について説明したが、信号処理部とは別に点火時期調整装置を備えておき、その点火時期調整装置が、補正点火時期算出処理および信号切替処理を実行する構成としてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the configuration in which the signal processing unit executes not only the knocking detection process but also the corrected ignition timing calculation process and the signal switching process has been described, but the ignition timing adjustment device is provided separately from the signal processing unit. In addition, the ignition timing adjustment device may be configured to execute a corrected ignition timing calculation process and a signal switching process.
また、ノッキングセンサは、非共振型ノッキングセンサに限らず、共振型ノッキングセンサを使用でき、ノッキングを検出できれば、その種類は限定されない。
更に、本発明は、２サイクルのエンジンに適用することもできる。
The knocking sensor is not limited to a non-resonant knocking sensor, and the type of the knocking sensor is not limited as long as the resonance knocking sensor can be used and knocking can be detected.
Furthermore, the present invention can also be applied to a two-cycle engine.
１…内燃機関、２１…空燃比センサ（酸素センサ）、３１，１２１，１４１，１６１，１９１，２８７…ノッキング検出装置、３７，２８１…内燃機関用制御装置、３８，２９０…点火時期制御システム、４１，１２３，１４３，１６３，１９３，２８３…ノッキングセンサ、４３，１２５，１４５，１６５，１９５，２８５…信号処理部、４５，１２７，１４７，１６７，２８２…接続ケーブル、４６，２８６…情報記憶部、４０１…ゲイン調整部。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記振動検出信号に基づいてノッキング判定を行う信号処理部と、
前記ノッキング判定に関する設定値のうち、前記ノッキングセンサおよび前記信号処理部の個体差に応じて個別に定められる個別設定値を記憶する個体差記憶部と、
を備え、
前記信号処理部は、前記個体差記憶部に記憶された前記個別設定値を用いてノッキング判定を行うとともに、点火時期に関する信号を生成する外部装置に接続されること、
を特徴とするノッキング検出装置。 A knocking sensor that outputs a vibration detection signal that changes according to the vibration of the internal combustion engine;
A signal processing unit for performing knocking determination based on the vibration detection signal;
Among the setting values related to the knocking determination, an individual difference storage unit that stores individual setting values that are individually determined according to individual differences between the knocking sensor and the signal processing unit;
With
The signal processing unit is connected to an external device that performs a knocking determination using the individual set value stored in the individual difference storage unit and generates a signal related to ignition timing;
A knocking detection device characterized by the above.
前記個体差記憶部は、前記ノッキングセンサおよび前記信号処理部の個体差に応じて定められた前記ノッキング判定閾値を記憶すること、
を特徴とする請求項１に記載のノッキング検出装置。 The signal processing unit performs knocking determination based on a comparison result between a detection acquisition value acquired using the vibration detection signal and a knocking determination threshold,
The individual difference storage unit stores the knocking determination threshold value determined according to the individual difference between the knocking sensor and the signal processing unit;
The knocking detection device according to claim 1.
前記信号処理部は、前記点火時期調整装置に内蔵されており、
前記点火時期調整装置は、前記信号処理部によるノッキング判定結果に基づいて前記点火時期に関する信号を調整すること、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のノッキング検出装置。 An ignition timing adjusting device to which a signal related to the ignition timing of the internal combustion engine is input from the external device;
The signal processing unit is built in the ignition timing adjusting device,
The ignition timing adjusting device adjusts a signal related to the ignition timing based on a knocking determination result by the signal processing unit;
The knocking detection device according to claim 1 or 2, wherein
前記個体差記憶部は、前記ノッキングセンサおよび前記信号処理部に加えて前記接続ケーブルの個体差に応じて個別に定められる個別設定値を記憶していること、
を特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のノッキング検出装置。 The knocking sensor and the signal processing unit are electrically connected via a connection cable,
The individual difference storage unit stores individual setting values individually determined according to individual differences of the connection cables in addition to the knocking sensor and the signal processing unit;
The knock detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein
Priority Applications (1)
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| JP2013225506A JP2015086776A (en) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | Knocking detection device |
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| JP (1) | JP2015086776A (en) |
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2013
- 2013-10-30 JP JP2013225506A patent/JP2015086776A/en active Pending
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