JPH0316501B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は機関のノツクを検出し、抑制する内
燃機関のノツク抑制装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a knock suppression device for an internal combustion engine that detects and suppresses engine knock.

最近、高効率化、高出力化のために、ノツク抑
制装置が開発、装着されることが多くなつた。特
に、より高出力化を目的とした過給機付機関に多
く採用されている。このノツク抑制装置の作動状
態において、ノツクの抑制制御レベルは一般に機
関にノツクが少し発生する運転状態になされ、ノ
ツク音によるフイーリングが低下しない範囲で高
効率、あるいは高出力が得られるようになされて
いる。これは過大ノツクが発生した場合、ノツク
音が大きくなり、フイーリングが低下し、運転状
態によつては機関の破壊を招く危険があるからで
ある。さらに、機関によつては定常運転時におい
て、上記のように、少しノツクが発生する運転状
態になされていても、加速運転時に過大ノツクが
発生する場合があり、問題となることがある。こ
のため、加速運転時に発生する過渡ノツクを確実
に検出し、制御し過大ノツクが発生しないように
する必要がある。ここで、例えば４気筒の内燃機
関におけるノツクの発生状態を第１図ａ〜第１図
ｃに示す。この第１図ａは燃焼・爆発の気筒の順
序を示し、第１気筒S₁、第３気筒S₃、第４気筒
S₄、第２気筒S₂の順で、第１気筒S₁から第２気筒
S₂までの４回の爆発が機関の１行程として繰り返
される。なお、第１図ｂは定常時のノツク状態を
示し、第１図ｃは加速時のノツク状態を示し、い
ずれもノツクをKNで示し、第１行程T₁〜第３行
程T₃を示す。この定常時において、第１行程T₁
の第３気筒S₃と第２気筒S₂で、また第２行程T₂
の第２気筒S₂でノツクが発生している。これは４
気筒のうち第２気筒S₂が最もノツクの発生し易い
運転状態にあることを表わし、第３気筒S₃はノツ
クの発生限界の運転状態にあり、不規則にノツク
が発生していることを表わしている。ノツクの発
生には各気筒の空燃比、点火時期、あるいは燃焼
室温度などの条件が影響していて、第２気筒S₂は
他の３つの気筒S₁，S₃およびS₄よりノツクが発生
し易い運転状態になつている。このように、定常
時に発生するノツクは最も発生し易い運転条件の
気筒と２番目に発生し易い気筒で間欠的に繰り返
し発生する状態に設定されるのが通常であり、概
ね、この状態が自動車の車室でのフイーリングか
ら判断したノツクに対する許容値とされている。
これらの発生し易い気筒のノツク発生頻度はノツ
ク抑制の基準がノツク音に対するフイーリング
か、動力性能かにより微妙に変わり、また、自動
車の遮音性によつても変わる。一方、加速運転時
においては、上述したように、定常時に所望の制
御性が得られる特性であつても、定常時より明ら
かに多くのノツクが発生し、制御不足の状態にな
ることがある。このため、加速時には第１行程
T₁および第２行程T₂において、第３気筒S₃、第
４気筒S₄、および第２気筒S₂にノツクが連続して
発生し、また、第３行程T₃の第３気筒S₃でノツ
クが発生している。つまり、加速時においては定
常時にノツクが発生しなかつた第４気筒S₄でもノ
ツクが発生し、第１行程T₁および第２行程T₂の
ように、第３気筒S₃から第２気筒S₂まで３個の気
筒で連続してノツクが発生する。この第３気筒S₃
や第２気筒S₂に発生する加速時のノツクのレベル
は定常時に発生するノツクのレベルより大きくな
る。また、運転状態によつては第２行程T₂およ
び第３行程T₃の第１気筒S₁でもノツクが発生し、
長期間にわたり、ノツクが連続発生することがあ
る。これはノツクの多発となるため、フイーリン
グの低下となるだけでなく、各々のノツクレベル
は大きく、機関に対し好ましくない状態になる。 Recently, knock suppressing devices have been increasingly developed and installed in order to improve efficiency and output. In particular, it is often used in engines with superchargers that aim to achieve higher output. In the operating state of this knock suppressing device, the knock suppression control level is generally set to an operating state in which a slight knock occurs in the engine, and is set so that high efficiency or high output can be obtained within a range where the feeling due to the knock noise does not deteriorate. There is. This is because if excessive knocking occurs, the knocking noise will become louder, the feeling will deteriorate, and depending on the operating conditions, there is a risk that the engine may be destroyed. Furthermore, depending on the engine, even if the engine is in an operating state where a slight knock occurs as described above during steady operation, excessive knock may occur during acceleration operation, which may pose a problem. Therefore, it is necessary to reliably detect and control the transient knock that occurs during accelerated driving to prevent excessive knock from occurring. Here, the occurrence of knocks in, for example, a four-cylinder internal combustion engine is shown in FIGS. 1a to 1c. Figure 1a shows the order of cylinders for combustion and explosion, with the first cylinder S ₁ , the third cylinder S ₃ , and the fourth cylinder
S ₄ and the second cylinder S ₂ , from the first cylinder S ₁ to the second cylinder
The four explosions up to S ₂ are repeated as one engine stroke. Incidentally, FIG. 1b shows the knock state during steady state, and FIG. 1c shows the knock state during acceleration. In both cases, the knock is indicated by KN, and the first stroke T ₁ to the third stroke T ₃ are shown. In this steady state, the first stroke T ₁
in the third cylinder S ₃ and the second cylinder S ₂ , and also in the second stroke T ₂
A knock is occurring in the second cylinder _S2 . This is 4
This indicates that the second cylinder _S2 is in an operating state where knocks are most likely to occur, and the third cylinder _S3 is in an operating state at the limit where knocks occur, indicating that knocks are occurring irregularly. It represents. The occurrence of knocks is affected by conditions such as the air-fuel ratio of each cylinder, ignition timing, and combustion chamber temperature, and knocks occur more in the second cylinder _S2 than in the other three cylinders _S1 , _S3, and _S4 . It is now in a comfortable driving condition. In this way, the knocks that occur during normal operation are normally set to occur repeatedly intermittently in the cylinder under the most likely operating condition and the second most likely to occur, and this is generally the case for automobiles. This is an acceptable value for knocks determined from the feeling in the passenger compartment.
The frequency of occurrence of knocks in the cylinders where these knocks are likely to occur varies slightly depending on whether the criteria for knocking suppression is the feeling against knocking noises or the power performance, and also changes depending on the sound insulation properties of the automobile. On the other hand, during accelerated operation, as described above, even if the characteristics are such that desired controllability can be obtained during steady state, clearly more knocks occur than during steady state, resulting in a state of insufficient control. Therefore, during acceleration, the first stroke
In T ₁ and the second stroke T ₂ , knocks occur successively in the third cylinder S ₃ , fourth cylinder S ₄ , and second cylinder S ₂ , and also in the third cylinder S ₃ in the third stroke T _{3 .} A knock is occurring. In other words, during acceleration, a knock occurs even in the fourth cylinder _S4 , which did not occur during steady state, and as in the first stroke _T1 and the second stroke _T2 , the knock occurs from the third cylinder _S3 to the second cylinder S4. Knocks occur in three cylinders up to ₂ in succession. This third cylinder S ₃
The level of the knock that occurs in the second cylinder _S2 during acceleration is greater than the level of the knock that occurs during steady state. Also, depending on the operating condition, a knock may occur in the first cylinder _S1 of the second stroke _T2 and _{the third} stroke T3,
Knocks may occur continuously over a long period of time. This results in frequent knocks, which not only reduces the feeling, but also causes each knock level to be large, resulting in an unfavorable condition for the engine.

そこで、上述のように、加速時は定常時にノツ
クが発生しなかつた気筒でもノツクが発生するよ
うになり、多くの気筒でノツクが発生し、さらに
定常時にノツクが発生する気筒では加速時により
大きい過大ノツクが発生するという実験結果に着
目し、この発明の目的は加速時に発生する過大ノ
ツクを適確に検出し、制御し、過大ノツクの発生
を防止することができる内燃機関のノツク抑制装
置を提供するものである。 Therefore, as mentioned above, during acceleration, knocks begin to occur even in cylinders that do not generate knocks during steady state, and knocks occur in many cylinders, and in cylinders where knocks occur during steady state, the knocks are larger during acceleration. Focusing on the experimental results that excessive knock occurs, the purpose of this invention is to provide a knock suppression device for an internal combustion engine that can accurately detect and control excessive knock occurring during acceleration, and prevent excessive knock from occurring. This is what we provide.

このような目的を達成するため、この発明は内
燃機関の加速時のノツクを検出し、抑制制御の特
性を変え、加速時に発生する過大ノツクの発生を
防止するものであり、以下実施例を用いて詳細に
説明する。 In order to achieve such an object, the present invention detects knocks during acceleration of an internal combustion engine, changes the characteristics of suppression control, and prevents the occurrence of excessive knocks that occur during acceleration. This will be explained in detail.

第２図はこの発明に係る内燃機関のノツク抑制
装置の一実施例を示すブロツク図である。説明を
簡単にするため、ノツク発生の要因は空燃比、点
火時期、燃焼室温などであるが、最も応答が速
く、多く使われている点火時期制御の場合につい
て説明する。同図において、１は機関の回転に従
い点火信号を発生する点火信号発生器、２はこの
点火信号発生器１から入力する点火信号を波形整
形し、閉路角制御を行ない、点火パルスを出力す
る波形整形回路、３は波形整形回路２から出力す
る第３図ａに示す点火パルスの位相を後述の積分
器８から出力する第３図ｃに示す遅角制御信号に
よつて移相し、第３図ｄに示す点火パルスを出力
する移相器、４はこの移相器３から出力する点火
パルスに従い、点火コイル５の通電を断続するス
イツチ回路、６は機関に取り付けられ、振動加速
度を検出する振動センサ、７はこの振動センサ６
から出力する振動加速度から機関のノツクを選択
的に検出し、第３図ｂに示すノツクパルスを出力
するノツク検出器、８はこのノツク検出器７から
出力するノツクパルスと後述のアンド回路１３か
ら出力する第４図ｇに示す加速ノツクパルスに応
動し、第３図ｃに示す遅角制御信号を出力する積
分器、９は移相器３から出力する点火パルスの入
力により、点火時期に第４図ｃに示すパルスを出
力するパルス回路、１０はノツク検出器７から出
力するノツクパルスとこのパルス回路９から出力
する第４図ｃに示すパルスとの入力によつて作動
するフリツプフロツプ回路（以下、FFと記す）、
１１はパルス回路９から出力する第４図ｃに示す
パルスとこのFF１０から出力する第４図ｄに示
すパルスとの論理和をとり、第４図ｅに示す論理
和信号を出力するオア回路、１２はFF１０から
出力する第４図ｄに示すパルスとこのオア回路１
１から出力する第４図ｅに示す論理和信号に従つ
て作動するFF、１３はノツク検出器７から出力
する第３図ｂに示すノツクパルスとFF１２から
出力する第４図ｆに示す論理和信号との論理積を
とり、第４図ｇに示す論理積信号を出力するアン
ド回路である。 FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the knock suppressing device for an internal combustion engine according to the present invention. To simplify the explanation, the factors that cause knocks include the air-fuel ratio, ignition timing, combustion room temperature, etc., but we will explain the case of ignition timing control, which has the quickest response and is most commonly used. In the figure, 1 is an ignition signal generator that generates an ignition signal according to the rotation of the engine, and 2 is a waveform that shapes the ignition signal input from this ignition signal generator 1, performs closing angle control, and outputs an ignition pulse. The shaping circuit 3 shifts the phase of the ignition pulse shown in FIG. 3a output from the waveform shaping circuit 2 by a retard control signal shown in FIG. A phase shifter outputs the ignition pulse shown in Figure d, 4 is a switch circuit that turns on and off the ignition coil 5 in accordance with the ignition pulse output from the phase shifter 3, and 6 is attached to the engine to detect vibration acceleration. Vibration sensor, 7 is this vibration sensor 6
A knock detector 8 selectively detects a knock in the engine from the vibration acceleration output from the vibration acceleration and outputs a knock pulse shown in FIG. An integrator 9 outputs a retard control signal as shown in FIG. 3c in response to the acceleration knock pulse shown in FIG. 10 is a flip-flop circuit (hereinafter referred to as FF) which is activated by the input of the knock pulse output from the knock detector 7 and the pulse shown in FIG. ),
11 is an OR circuit which takes the logical sum of the pulse shown in FIG. 4c outputted from the pulse circuit 9 and the pulse shown in FIG. 4d outputted from this FF 10, and outputs the OR signal shown in FIG. 4e; 12 is the pulse shown in FIG. 4d output from FF10 and this OR circuit 1
FF 13 operates according to the OR signal shown in FIG. 4E outputted from the knock detector 7, and 13 is the OR signal shown in FIG. 4F outputted from the knock pulse shown in FIG. This is an AND circuit that calculates the logical product with the following and outputs the logical product signal shown in FIG. 4g.

なお、１４はパルス回路９、FF１０、オア回
路１１、FF１２およびアンド回路１３により、
この発明の主要部を構成し、加速時に発生する過
渡ノツクを検出する過渡ノツク検出部である。第
４図ａは波形整形回路２から出力する点火パルス
を示し、第４図ｂはノツク検出器７から出力する
ノツクパルスを示す。 In addition, 14 is a pulse circuit 9, FF10, OR circuit 11, FF12, and AND circuit 13,
This is a transient knock detection section that constitutes the main part of the present invention and detects a transient knock that occurs during acceleration. 4a shows the ignition pulse output from the waveform shaping circuit 2, and FIG. 4b shows the knock pulse output from the knock detector 7.

次に、上記構成に係る内燃機関のノツク抑制装
置の動作について第３図ａ〜第３図ｄおよび第４
図ａ〜第４図ｇを参照して説明する。 Next, the operation of the knock suppressing device for an internal combustion engine according to the above configuration will be explained in FIGS. 3a to 3d and 4.
This will be explained with reference to Figures a to 4g.

まず、機関にノツクが発生していない場合の基
本の点火動作について第３図ａ〜第３図ｄの時点
t₁〜t₂を参照して説明する。点火信号発生器１は
機関の回転に従つて点火信号を発生する。したが
つて、波形整形回路２は入力する点火信号を波形
整形および閉路角制御を行い、機関回転数に応じ
たパルス幅の点火パルス（第３図ａ参照）を出力
する。この点火パルスは移相器３を経てスイツチ
回路４に入力する。このスイツチ回路４はこの点
火パルスに従つてスイツチ動作を行い、点火コイ
ル５の通電を断続する。したがつて、点火コイル
５の通電遮断時に、その出力に点火電圧が発生
し、機関が点火し、運転動作する。この場合、機
関にノツクが発生していない状態であるため、ノ
ツクパルスは発生せず、積分器８の出力は第３図
ｃに示すようになる。このため、移相器３は移相
制御を行なわず、波形整形回路２から入力する点
火パルスをそのまま、第３図ｄに示す点火パルス
としてスイツチ回路４に出力する。したがつて、
スイツチ回路４はこの点火パルスによつて点火コ
イル５の通電を断続し、時点t₁および時点t₂にお
いて、点火コイル５の通電電流が遮断されたと
き、点火電圧が発生する。 First, let's look at the basic ignition operation when no knock occurs in the engine, as shown in Figures 3a to 3d.
This will be explained with reference to _t1 to _t2 . The ignition signal generator 1 generates an ignition signal in accordance with the rotation of the engine. Therefore, the waveform shaping circuit 2 performs waveform shaping and closing angle control on the input ignition signal, and outputs an ignition pulse (see FIG. 3a) with a pulse width corresponding to the engine speed. This ignition pulse is input to a switch circuit 4 via a phase shifter 3. This switch circuit 4 performs a switch operation in accordance with this ignition pulse, and energizes the ignition coil 5 on and off. Therefore, when the ignition coil 5 is de-energized, an ignition voltage is generated at its output, and the engine is ignited and operated. In this case, since no knock is occurring in the engine, no knock pulse is generated, and the output of the integrator 8 is as shown in FIG. 3c. Therefore, the phase shifter 3 does not perform phase shift control and outputs the ignition pulse inputted from the waveform shaping circuit 2 as it is to the switch circuit 4 as the ignition pulse shown in FIG. 3d. Therefore,
The switch circuit 4 turns on and off the energization of the ignition coil 5 using this ignition pulse, and when the current flowing through the ignition coil 5 is cut off at time t ₁ and time t ₂ , an ignition voltage is generated.

次に、機関にノツクが発生した場合の点火時期
制御動作について、第３図ａ〜第３図ｄの時点t₃
〜時点t₆について説明する。機関に取り付けられ
た振動センサ６は常時機関の加速度を検出し、出
力している。そして、機関にノツクが発生した場
合、常時検出されている機械ノイズに、ノツクに
より発生した振動によるノツク信号が重畳されて
出力する。この場合、点火毎に機関にノツクが発
生する。したがつて、ノツク検出器７はこの振動
センサ６の検出出力から機械ノイズを除去し、ノ
ツク信号を選択的に検出し、第３図ｂに示すよう
に、ノツクパルスKN₁，KN₂，KN₃を連続して
出力する。したがつて、積分器８はこれらのノツ
クパルスKN₁〜KN₃に応答し、各々のノツクパ
ルスが入力される毎に、第３図ｃに示す遅角制御
信号E_Rを出力するが、この遅角制御信号E_Rのレ
ベルは大きくなる。そして、この遅角制御信号
E_Rのレベルに従つて移相器３は波形整形回路２
からの点火パルス（第３図ａ参照）の位相を遅角
制御し、第３図ｄに示すように時間的に遅れた点
火パルスを出力するため、第３図ｄに示す点火パ
ルスの位相は第３図ａに示す点火パルスに対し遅
角された位相のパルスとなり、その遅角量は点火
の度にθ₁（時点t₃から時点t₄の角度）からθ₂（時点
t₅から時点t₆の角度）へと大きくなる。この第３
図ｄに示すように遅角された点火信号に従つて、
スイツチ回路４は点火コイル５の通電を行い、時
点t₄および時点t₆で各々点火電圧が発生する。こ
れらの点火電圧は基準の点火時期より遅角された
位相で発生するため、ノツクは抑制される。そし
て、点火時期が遅角して、ノツクが発生しなくな
ると、積分器８から出力する第３図ｃに示す遅角
制御信号E_Rのレベルは時間的に徐々に低下し、
点火時期は基準に近づくように進角制御される。
そして、機関にノツクが発生した時点で、ノツク
検出器７から第３図ｂに示すノツクパルスが出力
される。このため、積分器８から出力する第３図
ｃに示す遅角制御信号は大きくなり、移相器３か
ら出力する第３図ｄに示す点火パルスの移相量も
大きくなる。そして、上述の点火時期の遅角制御
の繰り返しにより、定常時の機関のノツクを制御
することができる。 Next, regarding the ignition timing control operation when a knock occurs in the engine, we will discuss the ignition timing control operation at time t ₃ in Figures 3a to 3d.
~Explain time _t6 . A vibration sensor 6 attached to the engine constantly detects and outputs the acceleration of the engine. When a knock occurs in the engine, a knock signal due to the vibration caused by the knock is superimposed on the constantly detected mechanical noise and is output. In this case, a knock occurs in the engine every time the engine is ignited. Therefore, the knock detector 7 removes mechanical noise from the detection output of the vibration sensor 6, selectively detects knock signals, and generates knock pulses KN ₁ , KN ₂ , KN ₃ as shown in FIG. 3b. Output continuously. Therefore, the integrator 8 responds to these knock pulses KN ₁ to KN ₃ and outputs the retard control signal E _R shown in FIG. 3c each time each knock pulse is input. The level of control signal E _R increases. And this retard control signal
According to the level of E _R , the phase shifter 3
In order to retard the phase of the ignition pulse (see Fig. 3a) from the ignition pulse (see Fig. 3a) and output a time-delayed ignition pulse as shown in Fig. 3d, the phase of the ignition pulse shown in Fig. 3d is The pulse has _a phase retarded with respect to _the ignition pulse shown in _{FIG .}
angle from t ₅ to time t ₆ ). This third
According to the retarded ignition signal as shown in figure d,
The switch circuit 4 energizes the ignition coil 5 so that an ignition voltage is generated at times t ₄ and t ₆ respectively. Since these ignition voltages are generated in a phase retarded from the standard ignition timing, knock is suppressed. Then, when the ignition timing is retarded and no knock occurs, the level of the retard control signal E _R shown in FIG. 3c output from the integrator 8 gradually decreases over time.
The ignition timing is advanced and controlled so that it approaches the standard.
When a knock occurs in the engine, the knock pulse shown in FIG. 3b is output from the knock detector 7. Therefore, the retard control signal shown in FIG. 3c outputted from the integrator 8 becomes large, and the amount of phase shift of the ignition pulse shown in FIG. 3d outputted from the phase shifter 3 also becomes large. By repeating the above-described ignition timing retard control, it is possible to control engine knock during steady state.

次に、加速時の過渡ノツクを検出し、抑制する
場合について第４図ａ〜第４図ｇを参照して説明
する。まず、加速時の過渡ノツクは多くの気筒で
発生し、そのレベルも高くなるため、点火時期を
より速く所定の遅角状態に制御することが必要で
ある。例えば第３図ｂの時点t₄における点火時期
の遅角量をθ₁より大きいθ₂に制御するようにし、
速く所定の遅角制御状態にする必要がある。な
お、第４図ａ〜第４図ｇにおいて、t₁₁〜t₁₇は各
気筒において点火が行なわれる点火時期を示す。
まず、パルス回路９は移相器３から出力する点火
パルスの入力により動作し、点火時点で第４図ｃ
に示す定時間幅のパルス信号を出力する。このた
め、FF１０はノツク検出器７から出力する第４
図ｂに示すノツクパルスをセツトパルスとし、パ
ルス回路９から出力する第４図ｃに示すパルス信
号をリセツトパルスとして作動し、第４図ｄに示
すパルス信号を出力する。このため、このパルス
信号は第４図ｂに示すノツクパルスの立上り時点
から、第４図ｃに示すパルス信号の立上り時点に
亘るパルスとなる。したがつて、第４図ｂに示す
ノツクパルスKN₄，KN₅，…KN₉がFF１０に入
力する度にパルスが出力するが、第１気筒S₁では
ノツクが発生していないため、パルス信号は出力
しない。一方、オア回路１１はFF１０から出力
する第４図ｄに示すパルス信号とパルス回路９か
ら出力する第４図ｃに示すパルス信号との論理和
をとり、第４図ｅに示すパルス信号を出力する。
つまり、この第４図ｅに示すパルス信号にはノツ
クが発生していない部分、すなわちこの場合、第
１気筒S₁においてパルスが出力する。そして、
FF１２はFF１０から出力する第４図ｄに示すパ
ルス信号をセツトパルスとし、オア回路１１から
出力する第４図ｅに示すパルス信号をリセツトパ
ルスとし、第４図ｆに示すパルス信号を出力す
る。この第４図ｆに示すパルス信号は第４図ｄに
示すパルス信号の立下り時点から第４図ｅに示す
パルス信号の立上り時点に亘るパルスとなる。す
なわち、この第４図ｆに示すパルス信号は点火の
度に連続してノツクが発生した場合の２番目のノ
ツクが発生した気筒の点火時期直後から、連続し
て発生したノツクが途切れた気筒の次の気筒の点
火時期直後に亘るパルスとなる。このため、アン
ド回路１３はノツク検出器７から出力する第４図
ｂに示すノツクパルスとFF１２から出力する第
４図ｆに示すパルス信号の論理積をとり、第４図
ｇに示す加速ノツクパルスKN₁₅，KN₁₆，KN₁₈
およびKN₁₉を出力する。この第４図ｇに示すパ
ルス信号は上述したように、第４気筒S₄から第１
気筒S₁に亘るパルスであるため、第４図ｂに示す
ノツクパルスのうち、KN₅とKN₆を選択すれば
同期した加速ノツクパルスKN₁₅およびKN₁₆を出
力し、同様に、ノツクパルスのうちKN₈および
KN₉を選択すれば同期した加速ノツクパルス
KN₁₅，KN₁₆を出力する。つまり、点火毎に発生
したノツクパルスの最初のノツクパルスKN₄あ
るいはKN₇を選択的に除去することができる。
したがつて、積分器８はノツク検出器７から出力
する第４図ｂに示すノツクパルスに対する定常時
の動作に加えて、第４図ｇに示す加速ノツクパル
スの入力により、より大きい遅角制御信号E_Rを
出力する。この場合、この遅角制御信号E_Rは第
４図ｂに示すノツクパルスに応答して出力したレ
ベルに、第４図ｇに示す加速ノツクパルスに応答
して出力したレベルが加わり、大きいレベルにな
る。このため、移相器３から出力する点火パルス
の遅角量も、定常時より大きくなり、加速時の過
渡ノツクを有効に抑制することができる。 Next, the case of detecting and suppressing transient knock during acceleration will be explained with reference to FIGS. 4a to 4g. First, transient knock occurs in many cylinders during acceleration and its level becomes high, so it is necessary to control the ignition timing to a predetermined retard state more quickly. For example, the amount of retardation of the ignition timing at time _t4 in FIG. 3b is controlled to _θ2 which is greater than _θ1 ,
It is necessary to quickly achieve a predetermined retard angle control state. Note that in FIGS. 4a to 4g, t ₁₁ to _{t 17} indicate ignition timings at which ignition occurs in each cylinder.
First, the pulse circuit 9 is operated by the input of the ignition pulse output from the phase shifter 3, and at the time of ignition, the pulse circuit 9 is operated as shown in FIG.
A pulse signal with a constant time width shown in is output. Therefore, the FF 10 is the fourth output from the knock detector 7.
The knock pulse shown in FIG. 4B is used as a set pulse, and the pulse signal shown in FIG. 4C outputted from the pulse circuit 9 is used as a reset pulse to output the pulse signal shown in FIG. Therefore, this pulse signal becomes a pulse extending from the rise time of the knock pulse shown in FIG. 4b to the rise time of the pulse signal shown in FIG. 4c. Therefore, a pulse is output every time the knock pulses KN ₄ , KN ₅ , ...KN ₉ shown in _FIG . No output. On the other hand, the OR circuit 11 takes the logical sum of the pulse signal shown in FIG. 4 d output from the FF 10 and the pulse signal shown in FIG. 4 c output from the pulse circuit 9, and outputs the pulse signal shown in FIG. 4 e. do.
That is, in the pulse signal shown in FIG. 4e, a pulse is output from the portion where no knock occurs, that is, in this case, from the first cylinder _S1 . and,
The FF 12 uses the pulse signal shown in FIG. 4d outputted from the FF 10 as a set pulse, uses the pulse signal shown in FIG. 4e outputted from the OR circuit 11 as a reset pulse, and outputs the pulse signal shown in FIG. 4f. The pulse signal shown in FIG. 4f is a pulse extending from the falling point of the pulse signal shown in FIG. 4d to the rising point of the pulse signal shown in FIG. 4e. In other words, the pulse signal shown in FIG. The pulse continues immediately after the ignition timing of the next cylinder. Therefore, the AND circuit 13 performs a logical product of the knock pulse shown in FIG. 4b output from the knock detector 7 and the pulse signal shown in FIG _. , KN ₁₆ , KN ₁₈
and output KN ₁₉ . As mentioned above, the pulse signal shown in FIG. 4g is from the fourth cylinder _S4 to the first cylinder
Since the pulse spans cylinder _S1 , if _KN5 and _KN6 are selected among the knock pulses shown in FIG. 4b, synchronized acceleration knock pulses _KN15 and _KN16 will be _output ; and
Select KN ₉ for synchronized acceleration knock pulses
Outputs KN ₁₅ and KN ₁₆ . That is, the first knock pulse KN ₄ or KN ₇ of the knock pulses generated for each ignition can be selectively removed.
Therefore, in addition to the normal operation in response to the knock pulse shown in FIG. 4b output from the knock detector 7, the integrator 8 generates a larger retard control signal E by inputting the acceleration knock pulse shown in FIG. 4g. Output _R. In this case, the retard control signal E _R becomes a large level by adding the level output in response to the acceleration knock pulse shown in FIG. 4g to the level output in response to the knock pulse shown in FIG. 4b. Therefore, the amount of retardation of the ignition pulse output from the phase shifter 3 is also larger than that during steady state, and transient knocks during acceleration can be effectively suppressed.

なお、第４図ｇに示す加速ノツクパルスは加速
時の応答を速くするためのものであるから、定常
時には出力しないようにすることはもちろんであ
る。すなわち、定常時ノツクの場合、例えば第１
図に示すように、第１工程T₁の第３気筒S₃およ
び第２気筒S₂でノツクが発生し、この間の第４気
筒S₄でノツクが発生しなかつた場合、アンド回路
１３から加速ノツクパルスが出力しないようにす
る必要がある。これは例えば第４図ｂにおいて、
ノツクパルスKN₄，KN₅，KN₆のうちKN₅がな
い場合である。この場合、FF１０は第４図ｂに
示すノツクパルスのKN₅により、セツトされる
ことがないため、第４気筒の部分では第４図ｄに
おいて一点鎖線で示すように低レベルのままであ
る。また、時点t₁₃でも、オア回路１１の出力は
第４図ｅに示す一点鎖線で示すパルス信号が出力
する。このパルス信号により、FF１２はリセツ
トされ、その出力は第４図ｆにおける一点鎖線で
示す低レベルになる。次に、ノツクパルスNK₆
が出力すると、FF１０はセツトされるため、第
４図ｄに示すパルス信号は高レベルとなり、時点
t₁₄ではFF１０は第４図ｃに示すパルス信号によ
りリセツトされ、第４図ｆに示すパルス信号は高
レベルになる。このように、第４図ｆに示すパル
ス信号はほぼ時点t₁₂から時点t₁₃では高レベルに
なるものの、ノツクパルスKN₅が発生していな
いため、ノツクパルスは低レベルのままである。
このため、アンド回路１３は閉じられ、パルス信
号は出力しない。また、ノツクパルスKN₆が出
力した場合、第４図ｆに示すパルス信号が低レベ
ルのため、アンド回路１３が閉じられ、パルス信
号は出力しない。このように、定常時ノツクが発
生した場合、加速ノツクパルスは出力しない。 Incidentally, since the acceleration knock pulse shown in FIG. 4g is intended to speed up the response during acceleration, it goes without saying that it should not be output during normal operation. In other words, in the case of a steady state knock, for example, the first
As shown in the figure, if a knock occurs in the third cylinder S ₃ and the second cylinder S ₂ in the first step T ₁ and no knock occurs in the fourth cylinder S ₄ during this period, the AND circuit 13 generates an acceleration signal. It is necessary to prevent knock pulses from being output. For example, in Figure 4b,
This is the case where KN ₅ is not present among the knock pulses KN ₄ , KN ₅ , and KN ₆ . In this case, FF10 is not set by the knock pulse _KN5 shown in FIG. 4b, so it remains at a low level in the fourth cylinder as shown by the dashed line in FIG. 4d. Also, at time _t13 , the OR circuit 11 outputs a pulse signal indicated by a dashed line shown in FIG. 4e. This pulse signal resets the FF 12, and its output goes to the low level shown by the dashed line in FIG. 4f. Next, Notsuku Pulse NK ₆
When FF10 is output, FF10 is set, so the pulse signal shown in Fig. 4d becomes high level, and the time point
At _t14 , the FF 10 is reset by the pulse signal shown in FIG. 4c, and the pulse signal shown in FIG. 4f becomes high level. In this way, although the pulse signal shown in FIG. 4f becomes high level from approximately time _t12 to time _t13 , the knock pulse remains at a low level because the knock pulse _KN5 is not generated.
Therefore, the AND circuit 13 is closed and no pulse signal is output. Furthermore, when the knock pulse KN ₆ is output, the AND circuit 13 is closed and no pulse signal is output because the pulse signal shown in FIG. 4f is at a low level. In this manner, when a knock occurs in a steady state, no acceleration knock pulse is output.

また、第５図は第２図における過渡ノツク検出
部の他の例を示すブロツク図である。同図におい
て、１５はノツク検出器７から出力する第６図ｂ
に示すノツクパルスをセツトパルスとし、移相器
３から出力する第６図ａに示す点火パルスをリセ
ツトパルスとして動作し、第６図ｃに示すパルス
信号を出力するFF、１６は第６図ａに示す点火
パルスの周期から機関回転数に比例したレベルの
回転数信号を出力する回転検出器、１７はFF１
５から出力する第６図ｃに示すパルス信号の入力
に応答して、定時間パルスを出力し、そのパルス
幅を回転検出器１６から出力する回転数信号に従
つて可変にし、第６図ｄに示すパルス信号を出力
するパルス回路、１８は第６図ｂに示すノツクパ
ルスと第６図ｄに示すパルス信号との論理積をと
り、第６図ｅに示す加速ノツクパルスを出力する
アンド回路である。 Further, FIG. 5 is a block diagram showing another example of the transient knock detection section in FIG. 2. In the same figure, 15 is the output from the knock detector 7 in FIG.
The FF 16 operates as a set pulse with the knock pulse shown in FIG. 6 as a set pulse, and operates as a reset pulse with the ignition pulse shown in FIG. A rotation detector that outputs a rotation speed signal at a level proportional to the engine rotation speed from the period of the ignition pulse, 17 is FF1
In response to the input of the pulse signal shown in FIG. 6c outputted from the rotation detector 16, a fixed time pulse is outputted, and the pulse width is made variable according to the rotational speed signal outputted from the rotation detector 16. A pulse circuit 18 outputs the pulse signal shown in FIG. 6, and 18 is an AND circuit that performs the logical product of the knock pulse shown in FIG. 6b and the pulse signal shown in FIG. 6d, and outputs the acceleration knock pulse shown in FIG. 6e. .

なお、上記FF１５はノツクパルスの立上りで
セツトし、点火パルスの立下りでリセツトするの
で、ノツクパルスが入力する度にパルス信号を出
力する。また、上記パルス回路１７は第６図ｃに
示すパルス信号の立下りで動作し、定時間のパル
ス幅のパルス信号を出力するが、このパルス信号
（第６図ｃ参照）のパルス幅は点火周期より少し
短い時間になされている。また、上記アンド回路
１８により点火毎に連続して発生したノツクパル
ス（第６図ｂ参照）のノツクパルスKN₂₄，
KN₂₅，KN₂₆，KN₂₇，KN₂₈，KN₂₉の最初のノ
ツクパルスKN₂₄およびKN₂₇が除去され、ノツク
パルスKN₂₅，KN₂₆，KN₂₈およびKN₂₉が選択さ
れる。そして、これらのノツクパルスに同期した
加速パルスKN₃₅，KN₃₆，KN₃₈，KN₃₉が出力す
る。 The FF 15 is set at the rising edge of the knock pulse and reset at the falling edge of the ignition pulse, so it outputs a pulse signal every time the knock pulse is input. Further, the pulse circuit 17 operates at the falling edge of the pulse signal shown in FIG. 6c, and outputs a pulse signal with a fixed time pulse width, but the pulse width of this pulse signal (see FIG. 6c) It is done in a slightly shorter time than the cycle. Further, the knock pulses KN ₂₄ of the knock pulses (see FIG. 6b) generated continuously by the AND circuit 18 every time ignition,
The first knock pulses KN ₂₄ and KN ₂₇ of KN ₂₅ , KN ₂₆ , KN ₂₇ , KN 28 , KN ₂₉ are removed and _{the knock pulses KN 25 ,} KN ₂₆ , KN ₂₈ and KN ₂₉ are selected. Then, acceleration pulses KN ₃₅ , KN ₃₆ , KN ₃₈ , and KN ₃₉ synchronized with these knock pulses are output.

次に、定常時ノツクが発生した場合の動作につ
いて説明する。この場合、第６図ｂに示すノツク
パルスのうち、ノツクパルスKN₂₅がない。この
ため、時点t₂₂からノツクパルスKN₂₆の立上り時
点まで、FF１５の出力は第６図ｃにおいて、一
点鎖線で示すように低レベルである。そして、時
点t₂₃から時点t₂₄まで、パルス回路１７の出力は
第６図ｄにおいて、一点鎖線で示すように、低レ
ベルである。このため、パルス回路１７の出力は
時点t₂₂から定時間だけ高レベルになるものの、
時点t₂₂から時点t₂₃において、ノツクパルスがな
いため、アンド回路１８の出力は低レベルとな
る。次に、ノツクパルスKN₂₆が現われた場合、
パルス回路１７の出力は第６図ｄに示すように低
レベルであるため、アンド回路１８の出力は低レ
ベルとなる。このように、定常ノツクの場合、加
速ノツクパルスは出力しない。 Next, the operation when a knock occurs during steady state will be explained. In this case, there is no knock pulse KN ₂₅ among the knock pulses shown in FIG. 6b. Therefore, from the time _t22 to the rise of the knock pulse _KN26 , the output of the FF 15 is at a low level as shown by the dashed line in FIG. 6c. From time _t23 to time _t24 , the output of the pulse circuit 17 is at a low level, as shown by the dashed line in FIG. 6d. Therefore, although the output of the pulse circuit 17 remains at a high level for a fixed period of time from time _t22 ,
Since there is no knock pulse from time _t22 to time _t23 , the output of the AND circuit 18 is at a low level. Next, if Notk Pulse KN ₂₆ appears,
Since the output of the pulse circuit 17 is at a low level as shown in FIG. 6d, the output of the AND circuit 18 is at a low level. Thus, in the case of a steady knock, no acceleration knock pulse is output.

なお、ここで、機関回転数により点火周期が変
わるため、パルス回路１７から出力する第６図ｄ
に示すパルス信号のパルス時間幅を機関回転数に
応じて変え、点火周期以下にし、それぞれの気筒
のノツクパルスを選択できるようにする必要があ
る。このため、回転検出器１６は点火パルスの周
期から機関回転数に比例したレベルの回転数信号
を出力する。そして、この回転数信号はパルス回
路１７に入力する。これにより、パルス回路１７
から出力する第６図ｄに示すパルス信号のパルス
幅は機関回転数に関係なく常に点火周期より少し
短い時間に設定される。ところで、機関はバラツ
キが少なく、同一設定となるように生産される
が、ノツクは空燃比、点火時期、燃焼室温度等の
条件により発生するため、同一機関においても加
速時の状態により、過渡ノツクは全気筒において
発生したり、特定気筒において点火の度に連続し
て発生したりするため、過渡ノツクの発生パター
ンは定まらない。一方、定常時のノツクは機関の
中で発生し易い２個の気筒において発生するよう
に、機関の設定が行なわれるのが通常であるか
ら、機関の３気筒以上の気筒で発生したノツクを
機関の加速時の過渡ノツクとしてもよく、また、
点火の度に連続して発生したノツクを過渡ノツク
としてもよい。これは機関の特徴により決め、よ
り適切な過渡ノツク検出とすることが必要であ
る。また、過渡ノツクは高回転において発生し易
く、過大ノツクとなり易いため、例えば毎分3000
回転以上の高回転域において、過渡ノツク検出部
を作動させることにより、制御の遅れが影響し易
い回転範囲において、より効果的な過渡ノツク検
出とすることもできる。さらに、ノツクは上述の
ように、点火時期、空燃比、燃焼室温度等の条件
により発生するため、これらのいずれを制御する
ことによつても制御できることはもちろんであ
る。 Note that here, since the ignition cycle changes depending on the engine speed, the pulse circuit 17 outputs the ignition cycle shown in FIG.
It is necessary to change the pulse time width of the pulse signal shown in the figure according to the engine speed so that it is equal to or less than the ignition period, so that the knock pulse for each cylinder can be selected. Therefore, the rotation detector 16 outputs a rotation speed signal at a level proportional to the engine rotation speed based on the period of the ignition pulse. This rotational speed signal is then input to the pulse circuit 17. As a result, the pulse circuit 17
The pulse width of the pulse signal shown in FIG. 6d outputted from the engine is always set to a time slightly shorter than the ignition cycle, regardless of the engine speed. By the way, engines are produced with little variation and same settings, but knocks occur depending on conditions such as air-fuel ratio, ignition timing, combustion chamber temperature, etc. Even in the same engine, transient knocks may occur depending on conditions during acceleration. The occurrence pattern of transient knocks is not fixed because they occur in all cylinders or occur continuously in a specific cylinder every time ignition occurs. On the other hand, the engine is normally set so that knocks occurring in three or more cylinders in the engine are likely to occur in the engine during steady state. It may also be used as a transient peak during acceleration of
The knocks that occur continuously each time the ignition is fired may be taken as the transient knocks. It is necessary to determine this based on the characteristics of the engine and to achieve more appropriate transient knock detection. In addition, transient knocks tend to occur at high speeds and can easily become excessive knocks, so for example, at speeds of 3000 rpm
By activating the transient knock detecting section in a high rotation range, which is higher than the rotation speed, more effective transient knock detection can be achieved in a rotation range where control delays are likely to affect. Furthermore, as mentioned above, the knock occurs depending on conditions such as ignition timing, air-fuel ratio, combustion chamber temperature, etc., so it goes without saying that it can be controlled by controlling any of these.

また、以上の実施例ではいずれも圧力センサ、
スロツトル開度センサなどの外部装置を用いるこ
となく、加速時の過渡ノツクを検出でき、速い応
答性で所望の制御状態にできることはもちろんで
ある。 In addition, in each of the above embodiments, a pressure sensor,
Of course, it is possible to detect transient peaks during acceleration without using an external device such as a throttle opening sensor, and to achieve a desired control state with quick response.

以上詳細に説明したように、この発明に係る内
燃機関のノツク抑制装置によれば検出されたノツ
ク信号自体から機関の加速時に発生した過渡ノツ
クを検出し、ノツク抑制に必要な制御状態に早く
設定するようにしたので、外部装置を必要せず、
定常時はノツク音によりフイーリングが低下せ
ず、より高出力が得られる運転状態に設定でき
る。また、加速時は早い応答性で過渡ノツクを抑
制できるため、機関に影響する過大ノツクの発生
を防止でき、特に定常時の制御特性を高出力化に
重点をおいて設定した機関ではその効果が大きく
なる、などの効果がある。 As explained in detail above, the knock suppression device for an internal combustion engine according to the present invention detects the transient knock that occurs during acceleration of the engine from the detected knock signal itself, and quickly sets the control state necessary for knock suppression. Because I made it so that no external device is required,
During steady state, the knocking sound does not reduce the feeling, and the operating state can be set to obtain higher output. In addition, during acceleration, transient knock can be suppressed with quick response, which prevents excessive knock from affecting the engine.This is especially effective in engines whose steady state control characteristics are set with an emphasis on high output. It has the effect of becoming larger.

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

第１図ａ〜第１図ｃはノツクの発生状態を説明
するための図、第２図はこの発明に係る内燃機関
のノツク抑制装置の一実施例を示すブロツク図、
第３図ａ〜第３図ｄおよび第４図ａ〜第４図ｇは
それぞれ第２図の各部の波形を示す図、第５図は
第２図における過渡ノツク検出部の他の例を示す
ブロツク図、第６図ａ〜第６図ｅは第５図の各部
の波形を示す図である。 １……点火信号発生器、２……波形整形回路、
３……移相器、４……スイツチ回路、５……点火
コイル、６……振動センサ、７……ノツク検出
器、８……積分器、９および１７……パルス回
路、１０，１２および１５……フリツプフロツ
プ、１１……オア回路、１３および１８……アン
ド回路、１４……過渡ノツク検出部、１６……回
転検出器。なお、同一符号は同一または相当部分
を示す。 1a to 1c are diagrams for explaining the state of occurrence of knocks, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the knock suppression device for an internal combustion engine according to the present invention.
3a to 3d and 4a to 4g are diagrams showing the waveforms of each part in FIG. 2, respectively, and FIG. 5 shows another example of the transient knock detection section in FIG. 2. The block diagrams in FIGS. 6a to 6e are diagrams showing waveforms of various parts in FIG. 5. 1...Ignition signal generator, 2...Waveform shaping circuit,
3... Phase shifter, 4... Switch circuit, 5... Ignition coil, 6... Vibration sensor, 7... Knock detector, 8... Integrator, 9 and 17... Pulse circuit, 10, 12 and 15...Flip-flop, 11...OR circuit, 13 and 18...AND circuit, 14...transient knock detector, 16...rotation detector. Note that the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 複数気筒を有する内燃機関のノツクを検出
し、その検出結果に基づいて点火電圧の発生位相
を制御してノツクを抑制する内燃機関のノツク抑
制装置において、 前記複数気筒のうちノツク発生気筒数が所定値
以上になつたとき加速時ノツク検出を行う加速時
ノツク検出手段を備えたことを特徴とする内燃機
関のノツク抑制装置。 ２ 加速時ノツク検出手段は、３気筒以上でノツ
クが検出されたとき加速時ノツクを検出すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機
関のノツク抑制装置。 ３ 加速時ノツク検出手段は、内燃機関が点火さ
れる度に連続してノツクを検出したときに加速時
ノツクを検出することを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項記載の内燃機関のノツク抑
制装置。 ４ 点火電圧の発生位相制御は、遅角制御する位
相量を可変することを特徴とする特許請求の範囲
第１項ないし第３項記載のいずれかの内燃機関の
ノツク抑制装置。[Scope of Claims] 1. A knock suppression device for an internal combustion engine that detects knock in an internal combustion engine having a plurality of cylinders, and controls the generation phase of an ignition voltage based on the detection result to suppress the knock, comprising: 1. A knock suppressing device for an internal combustion engine, comprising acceleration knock detection means for detecting a knock during acceleration when the number of cylinders in which knock occurs exceeds a predetermined value. 2. The knock suppression device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the acceleration knock detection means detects the acceleration knock when knocks are detected in three or more cylinders. 3. The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the acceleration knock detection means detects the acceleration knock when the knock is detected continuously every time the internal combustion engine is ignited. Engine knock suppressor. 4. The knock suppressing device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the generation phase control of the ignition voltage is performed by varying the amount of phase to be retarded.