JPH0436067A - Knocking controller of internal combustion engine - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To detect differences in sensitivity among a plurality of knocking sensors without damaging operability of an engine and compensate for those differences by correcting the output of each knocking sensor according to the fluctuation range of the average value of the output of each knocking sensor during the process of advancing ignition timing stepwise from the condition wherein ignition timing is delayed to avoid knocking. CONSTITUTION:A plurality of knocking sensor 1 are provided for detecting knocking of an internal combustion engine. In accordance with the output of each knocking sensor 1 ignition timing is delayed by a predetermined amount at the generation of knocking and when knocking does not occur the ignition timing is advanced stepwise by an ignition timing control means 20. The average value of the output of the each knocking sensor at every ignition timing during the process of advancing the ignition timing after the delaying control is computed by an average value computing means 21. Further the output of each knocking sensor is corrected by an output correcting means 22 according to the fluctuation range of the average value of the output of each knocking sensor between ignition timings at every process of advancing ignition timing.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関のノッキング制御装置に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a knocking control device for an internal combustion engine.

（従来の技術） 火花１点火式内燃機関の点火時期をノッキングの発生状
況に応じて制御する技術として第４図に示したようなも
のが知られている。(Prior Art) A technique shown in FIG. 4 is known as a technique for controlling the ignition timing of a single-spark ignition internal combustion engine according to the occurrence of knocking.

図中１が各気筒に設けられるノックセンサであり、点火
プラグ２によってシリンダへノド６に締め付けられてい
る。３は個々の点火プラグ２に直接取り付けられた点火
フィルユニットであり、点火回路４からの、巨人信号に
応じて、点火プラグ２に放電電流を供給する。５は点火
回路４に点火時期に相当する指令値を出力する制御回路
であり、クランク角センサ７及びノックセンサ１等から
の運転状態信号に基づいて前記、α大指令値を演算する
。In the figure, reference numeral 1 denotes a knock sensor provided in each cylinder, which is fastened to a throat 6 of the cylinder by a spark plug 2. 3 is an ignition fill unit directly attached to each spark plug 2, and supplies discharge current to the spark plug 2 in response to a giant signal from an ignition circuit 4. A control circuit 5 outputs a command value corresponding to the ignition timing to the ignition circuit 4, and calculates the large α command value based on the driving state signals from the crank angle sensor 7, knock sensor 1, etc.

／７クセンサ１は機関燃焼室内の燃焼〃大振動を検出す
るもので、その出力は制御回路５内のバンドパスフィル
タ８により例えば１３ＫＨｚ前後の振動成分のみが取り
出されたのちＡＣアンプ９にて増幅され、全波整流回路
１０を介して波形整形される。波形整形された／ツキン
グ信号は次に積分回路１１により積分され、これにより
求められた積分値ＳｉはＣＰＵ１２に付与される。/7 sensor 1 detects combustion large vibrations in the engine combustion chamber, and its output is extracted by a bandpass filter 8 in the control circuit 5, for example, only vibration components around 13 kHz, and then amplified by an AC amplifier 9. The signal is then waveform-shaped via the full-wave rectifier circuit 10. The waveform-shaped/tuning signal is then integrated by an integrating circuit 11, and the integral value Si obtained thereby is provided to the CPU 12.

ＣＰＵでは、一定燃焼サイクル毎に所定量ずつ段階的に
点火時期を進角する処理を行っており、前記積分値Ｓｉ
が入力するごとに逐次その平均値Ｓ１を計算すると共に
、機関回転数に応じて記憶装置のテーブルに予め割り付
けられたスライスレベルＳＬを読みだし、そのときの機
関回転数に対応するスライスレベルＳＬに前記平均値Ｓ
ｉを加えた値と／ツキング信号の積分値Ｓｉとを比較す
る。このとき、もしＳｉ＞Ｓｉ＋ＳＬであった場合はノ
ッキング発生と判断して、ノッキングを回避するのに十
分なように予め定められた量だけ、α人時期を遅らせ、
その後再びノッキングが発生するまで段階的に点火時期
を進めるという処理を行う。The CPU performs a process of advancing the ignition timing step by step by a predetermined amount every certain combustion cycle, and the integral value Si
Each time input, the average value S1 is calculated sequentially, and the slice level SL assigned in advance to the table of the storage device according to the engine speed is read out, and the slice level SL corresponding to the engine speed at that time is calculated. The average value S
The value obtained by adding i is compared with the integral value Si of the tracking signal. At this time, if Si > Si + SL, it is determined that knocking has occurred, and the α timing is delayed by a predetermined amount sufficient to avoid knocking.
Thereafter, the ignition timing is advanced in stages until knocking occurs again.

（発明が解決しようとする課題） ところで、このように複数のノックセンサを使用した。(Problem to be solved by the invention) By the way, a plurality of knock sensors were used in this way.

引火時期制御装置では各ノックセンサの感度が一律に揃
っていることが望ましいのであるが、実際にはある程度
のバラツキを避けることができないので、これを補うた
めに上述した機関回転数ごとに割り付けたスライスレベ
ルＳＬを調節するようにしている。しがしながら、これ
では感度の低いノックセンサを基準として／ツキングレ
ベルが判定されることになるので、使用する／７クセン
サ間の感度の幅が大きいときには感度の良いものによっ
て正常時のＷｉ械微振動がノッキング振動として誤って
検出されるおそれがあり、結果として無用に点火時期が
遅らされて燃費や動力性能が損なわれてしまうという問
題が生じる。In an ignition timing control system, it is desirable for the sensitivity of each knock sensor to be uniformly uniform, but in reality some variation cannot be avoided, so in order to compensate for this, the sensitivity is assigned to each engine speed as described above. The slice level SL is adjusted. However, in this case, the knocking level will be determined based on the knock sensor with low sensitivity, so if the range of sensitivity between the knock sensors used is large, the normal Wi There is a risk that mechanical vibrations may be erroneously detected as knocking vibrations, resulting in a problem in that ignition timing is unnecessarily delayed and fuel efficiency and power performance are impaired.

これに対して、例えば特開昭５９−１８５８７４号には
所定の運転条件下で診断用の点火時期を付与したときの
ノッキング検出装置の反応からその感度を検出して感度
ｌＩ！整を行うようにした点火装置が開示されている。On the other hand, for example, in Japanese Patent Application Laid-open No. 59-185874, the sensitivity is detected from the reaction of the knocking detection device when diagnostic ignition timing is applied under predetermined operating conditions. Disclosed is an ignition device that performs adjustment.

しかしながら、この点火装置では感度補正開始の判断を
ノッキング信号が判定レベルに灯して大があるいは小が
の一方向についてのみ行うようにしているので、例えば
診断用前人時期を付与するノック発生モードでの判定で
は感度が高すぎるときの補正ができないという問題があ
る。また、感度の良否を診断するために強制的に７ノキ
ングを発生させるので、機関に悪影響を及ぼしたり運転
者に不快感を与えたりするという問題らある。However, in this ignition system, the decision to start sensitivity correction is made only in one direction, whether the knocking signal is at the determination level and whether it is large or small. The problem with this method is that it cannot be corrected when the sensitivity is too high. Furthermore, since knocking is forcibly generated in order to diagnose the quality of the sensitivity, there are problems in that it adversely affects the engine and causes discomfort to the driver.

本発明はこのような従来技術の問題、αを解ｆｆ１Ｌだ
ノッキング制御装置を提供することを目的としている。It is an object of the present invention to provide a knocking control device that solves the problem α of the prior art.

（課題を解決するための手段） 本発明では、第１図に示したように内！＃機関のノッキ
ングを検出する複数のノックセンサ１と、この７ノクセ
ンサの出力に基づき点火時期をノッキング発生時には所
定量遅角するとともにノッキング非発生時には段階的に
進角する１点火時期制御手段２０とを備えたノッキング
制御装置において、前記遅角制御後に進角してゆく過程
での、克犬侍期毎の各７ンクセンサ出力の平均値を演算
する平均値演算手段２１と、前記進角過程での点火時期
相互間のノックセンサ出力の平均値の変動幅に基づいて
各７γクセンサの出力を補正する出力補正手段２２とを
設けた。(Means for Solving the Problems) In the present invention, as shown in FIG. # A plurality of knock sensors 1 for detecting engine knocking, and an ignition timing control means 20 that retards the ignition timing by a predetermined amount when knocking occurs and advances it in stages when knocking does not occur based on the outputs of the seven knock sensors. In the knocking control device, the knocking control device comprises: an average value calculation means 21 for calculating the average value of each of the seven knock sensor outputs for each Kikken Samurai period in the process of advancing the angle after the retard angle control; An output correction means 22 is provided for correcting the output of each 7γ sensor based on the range of variation in the average value of the knock sensor output between ignition timings.

（作用） 第２図は、ノッキング発生に伴って点火時期を遅角補正
したのちに一定量づつ段階的に点火時期を進めていった
ときの７ンクセンサ出力の平均値Ｓ１を比較的高感度の
ものと低感度のものとについて示した図である。単に平
均値Ｓｉの大きさを比較しただけではそれがノッキング
強度の大小によるものが感度の相違によるものかを１定
することは困難であるが、図示したように遅角後に点火
時期を進めてゆく過程でのある点火時期での平均値ＩＳ
ｉとその後一定量だけ点火時期を進めたときの平均値Ａ
Ｓｉとの差」Ｓｌを検出すると、感度の高いものＩ！ど
ＪＳｉが大となることがら感度の相違を判定することが
できる。従って、上記構成に基づき、／７キング強度に
応じて複数のノックセンサの出力が同一となるように補
正することが可能である。(Function) Figure 2 shows the average value S1 of the 7-cylinder sensor output when the ignition timing is advanced step by step by a certain amount after retarding the ignition timing due to the occurrence of knocking. It is a figure shown about a thing with low sensitivity. By simply comparing the magnitude of the average value Si, it is difficult to determine whether this is due to the magnitude of the knocking intensity or the difference in sensitivity, but as shown in the figure, if the ignition timing is advanced after being retarded, Average value IS at a certain ignition timing during the process of
i and the average value A when the ignition timing is advanced by a certain amount thereafter
Difference with Si "When detecting Sl, the one with high sensitivity I! Differences in sensitivity can be determined from the fact that JSi is large. Therefore, based on the above configuration, it is possible to correct the outputs of a plurality of knock sensors to be the same according to the /7 king strength.

（実施例） 次に本発明の実施例につき説明する。なお、上記本発明
の各構成手段はマイクロコンビよ−タ等により構成する
ことができるものであり、また天施例の機械的構成につ
いては第４図に示したものと同一であるので、その動作
内容についてのみ第３図に示した流れ図に沿って説明す
ることにする。(Example) Next, an example of the present invention will be described. It should be noted that each of the constituent means of the present invention described above can be constructed by a microcomputer or the like, and the mechanical construction of the top embodiment is the same as that shown in FIG. Only the contents of the operation will be explained along the flowchart shown in FIG.

まず本実施例の前提となる。α犬侍期制御の概略につい
て説明すると、これは第４図に示したものと同様であり
、即ちノックセンサにより検出されたノッキングの強度
が所定値を超えたときにノッキングを回避するのに十分
なだけの遅角補正を行い、その後再びノッキング強度が
所定値を超えるまで所定の燃焼サイクル数Ｎ毎に一定量
ΔＡＤＶづつ段階的に点火時期を進めるという動作をす
る。First, this is the premise of this embodiment. To explain the outline of the α-ken samurai period control, it is similar to that shown in Fig. 4, that is, when the knocking intensity detected by the knock sensor exceeds a predetermined value, sufficient control is required to avoid knocking. After that, the ignition timing is advanced stepwise by a fixed amount ΔADV every predetermined number N of combustion cycles until the knocking intensity exceeds the predetermined value again.

本実施例ではこのような点火時期進角制御の過程で点火
時期毎のノックセンサ出力の平均値Ｓｉを求め、その進
角前後の変動幅からノックセンサ出力の補正係数ＳＩＫ
を求めるという処理を櫟関各気筒のノックセンサ毎に行
う。以下この点につき第３図に沿って詳細に説明する。In this embodiment, in the process of such ignition timing advance control, the average value Si of the knock sensor output for each ignition timing is determined, and the correction coefficient SIK of the knock sensor output is determined from the fluctuation range before and after the advance.
The process of determining is performed for each knock sensor of each cylinder. This point will be explained in detail below with reference to FIG.

この制御ではまず始動クランキング時であるか否かを判
定し、クランキング時であった場合には補正係数ＳＩＫ
の初期値として目標値ＭＩＫよりも若干大きな所定値を
設定する（ステ７プ３０］。In this control, it is first determined whether or not it is the start cranking time, and if it is the cranking time, the correction coefficient SIK
A predetermined value slightly larger than the target value MIK is set as the initial value (Step 7, Step 30).

３０２）。目標値Ｍ　Ｉ　Ｋは各ｙｃ筒のノックセンサ
出力を揃えるための基準となる値であり予め調節された
値が記憶されている。補正係数ＳＩＫは、詳しくは後述
するが、その数値が大きくなるほど見掛は上のセンサ出
力が大きくなるので前記の処理により／ツキング制御装
置としての感度が高くなって点火時期は安全側である遅
れ方向に制御される傾向になり、これにより良好な燃焼
性を得にくい始動条件に対応した点火時期制御特性が得
られる。302). The target value M I K is a reference value for aligning the knock sensor outputs of the respective yc cylinders, and a pre-adjusted value is stored. The details of the correction coefficient SIK will be described later, but as the value increases, the apparent output of the sensor increases, so the above processing increases the sensitivity of the ignition control device and delays the ignition timing on the safe side. As a result, ignition timing control characteristics corresponding to starting conditions in which it is difficult to obtain good combustibility can be obtained.

これに対して、完爆後の通常の運転条件下ではまｆ規定
レベル以上のノッキング検出によって点火時期が遅角さ
れたか否かを判定し、遅角した直後であればカウンタ値
に相当する変数ｎを初期値＝１に設定するとともにノッ
クセンサ出力の補正モードに入ったことを示す７ラグＦ
ｃを立てる（ステップ３０３〜３０５）。なお、ノック
センサ出力は１燃焼サイクル毎に検出するので、前記カ
ウンタ値ｎは補正モードに入ってからの燃焼サイクル数
に一致する。On the other hand, under normal operating conditions after a complete explosion, it is determined whether or not the ignition timing has been retarded by detecting knocking above a specified level, and if the ignition timing has just been retarded, a variable corresponding to the counter value is set. 7 lag F indicating that n is set to the initial value = 1 and the knock sensor output correction mode is entered.
Set c (steps 303 to 305). Note that since the knock sensor output is detected every combustion cycle, the counter value n matches the number of combustion cycles after entering the correction mode.

次に、７ラグＦｃを参照して補正モードである場合には
、ノックセンサ出力を安定した状態で検出するためにエ
ンノン回転数、燃料供給量、点火時期等の変動量を監視
したうえでこれらが許容範囲内にある定常的運転状態で
あることを条件として、ノックセンサからの出力を制御
回路に用意した記憶領域の配列５ｉ（ｎ）に格納すると
いう操作をｎが２Ｎに等しくなるまで繰り返す。ただし
、ｎが２Ｎに達する前に定常的運転条件から外れたとき
には７ラグＦｃをリセットして補正モードから抜ける（
ステップ３０６〜３０９）。Next, when in the correction mode by referring to the 7-lag Fc, in order to detect the knock sensor output in a stable state, it monitors the fluctuations in the engine revolution speed, fuel supply amount, ignition timing, etc. The operation of storing the output from the knock sensor in the storage area array 5i(n) prepared in the control circuit is repeated until n becomes equal to 2N, provided that the knock sensor is in a steady operating state within the allowable range. . However, if the steady operating conditions are exceeded before n reaches 2N, the 7-lag Fc is reset and the correction mode is exited (
Steps 306-309).

点火時期制御動作として、Ｎ燃焼サイクル毎に点火時期
をＪＡＤＶだけ進めるのであるから、上記処理により点
火時期を遅角補正した直後の第１の点火時期（遅角側点
火時期）におけるノックセンサ出力と、その後の、ｊＡ
ＤＶだけ進められた点火時期（進角側点火時期）におけ
るノックセンサ出力とが各々Ｎ回分だけ積分される。As the ignition timing control operation, the ignition timing is advanced by JADV every N combustion cycles, so the knock sensor output at the first ignition timing (retarded ignition timing) immediately after the ignition timing is retarded by the above process. , then, jA
The knock sensor output at the ignition timing advanced by DV (advanced ignition timing) is integrated N times.

次に、上記遅角側点火時期でのノックセンサ出力の積分
値の平均値ＩＳｉと、進角側点火時期でのノックセンサ
出力の積分値の平均値Ａ　Ｓ　ｉ　、’：を演算し、こ
れらに基づいて例えば次のような演算式（１）から補正
係数ＳＩＫを算出し、その後７ラグＦｃをリセットする
（ステップ３１０〜３１３）。Next, calculate the average value ISi of the integral value of the knock sensor output at the retarded ignition timing and the average value A Si,' of the integral value of the knock sensor output at the advanced ignition timing, and calculate these. A correction coefficient SIK is calculated based on the following arithmetic expression (1), and then the 7-lag Fc is reset (steps 310 to 313).

ＩＫ ”（Ｍ　！　Ｋ／（ＡＳｉ−ｌ５ｉ））・ＪＡＤＶ・・
・（１）これにより、再び補正モードに入るまではこの
とき決めた補正係数ＳＩＫによって該当する気筒の７ン
クセンサ出力が補正されることになる。次の式（２）と
（３）は、それぞれこのようにして求めた補正係数ＳＴ
Ｋを使用した／ツキングｔり定のためのノックセンサ出
力の平均値の演算式と／ツキングレベルの判定式の例で
ある。ただし式中でＮＢＧＬは加重平均個数、ＳＬはス
ライスレベルである。IK” (M!K/(ASi-l5i))・JADV・・
(1) As a result, the 7th cylinder sensor output of the corresponding cylinder will be corrected by the correction coefficient SIK determined at this time until the correction mode is entered again. The following equations (2) and (3) are respectively calculated using the correction coefficient ST
This is an example of an equation for calculating the average value of the knock sensor output and a formula for determining the knocking level using K. However, in the formula, NBGL is the weighted average number, and SL is the slice level.

５ｉ＝Ｓｉ−Ｓ　　Ｉ　Ｋ／ＮＢＧＬ ＋Ｓｉ・（ＮＢＧＬ−１）／ＮＢＧＬ・・・（２）Ｓｉ
−３Ｉ　Ｋ＞Ｓｉ＋ＳＬ　　　　　　　　・・・（３）
ところで、上記の式（１）からも明らかなように、進角
側点火時期におけるノックセンサ出力の平均値Ａ［と遅
角側７α火時期におけるノックセンサ出力の平均値Ｔ罰
との差が小さくなるほど補正係数ＳＩＫが大きくなるの
で、各気筒に共通の目標値ＭＩＫを基準として感度の低
いセンサはと大きな補正が加えられることになり、これ
により各気筒に配設されたノックセンサの見掛は上の出
力、つまり最終的に／ンキング信号として制御回路に付
与される出力は、その感度にかかわらず／ツキング強度
が同一であれば同一となる５従って、複数のノックセン
サ間でその感度にバラツキがあっても、これを補償して
的確に／γキング制御ないしは点火時期制御を行うこと
ができるのである。5i=Si-S I K/NBGL +Si・(NBGL-1)/NBGL...(2) Si
-3I K>Si+SL...(3)
By the way, as is clear from the above equation (1), the difference between the average value A of the knock sensor output at the advanced ignition timing and the average value T of the knock sensor output at the retarded ignition timing is small. Indeed, since the correction coefficient SIK increases, a large correction is applied to sensors with low sensitivity based on the common target value MIK for each cylinder, and as a result, the appearance of the knock sensor installed in each cylinder becomes The output above, that is, the output that is finally given to the control circuit as a knocking signal, will be the same regardless of its sensitivity if the knocking strength is the same5. Therefore, the sensitivity will vary among multiple knock sensors. Even if there is, this can be compensated for and accurate /γ king control or ignition timing control can be performed.

また、この上うな／・／クセンサ出力の補正は／ツキン
グの発生に伴う点火時期遅角補正後の進角過程で行なわ
れるので、７７クセンサ出力の補正が運（性に悪影響を
及ぼすようなこともない。In addition, since the correction of the sensor output is performed during the advance process after the ignition timing retard correction due to the occurrence of turning, the correction of the sensor output does not have an adverse effect on the performance. Nor.

（発明の効果） 以上説明したとおり本発明によれば、７ンキング回避の
ために点火時期を遅角補正した状態から点火時期を段階
的に進角させる過程でのノックセンサ出力の平均値の変
動幅に基づいてノックセンサの出力を補正するようにし
たので、運転性を損なうことなく複数のノックセンサの
感度の相違を検出してこれを補償することができ、従っ
てノッキング制御の制御精度を向上して機関の動力性能
や燃費を確実に改善できるという効果が得られる。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the fluctuation in the average value of the knock sensor output occurs during the process of advancing the ignition timing in stages from a state in which the ignition timing has been retarded to avoid engine knocking. Since the knock sensor output is corrected based on the width, it is possible to detect and compensate for differences in the sensitivity of multiple knock sensors without impairing drivability, thus improving the control accuracy of knock control. As a result, the engine's power performance and fuel efficiency can be reliably improved.

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

第１図は本発明の構成概念図である。第２図はノックセ
ンサ出力の感度に応じた特性の相違を説明するために出
力特性図である。第３図は本発明の実施例の動作内容を
説明するための流れ図である。第４図は従来例の該略構
成図である。 １・・・／７クセンサ、２・・・点火プラグ、３・・・
、直火コイルユニット、４・・・１点火回路、５・・・
制御回路、２０・・・点火時期制御手段、２１・・・平
均値演算手段、２２・・・出力補正手段。FIG. 1 is a conceptual diagram of the structure of the present invention. FIG. 2 is an output characteristic diagram for explaining the difference in characteristics depending on the sensitivity of the knock sensor output. FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation contents of the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram of a conventional example. 1.../7 sensor, 2... spark plug, 3...
, direct fire coil unit, 4...1 ignition circuit, 5...
Control circuit, 20... Ignition timing control means, 21... Average value calculation means, 22... Output correction means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 　内燃機関のノッキングを検出する複数のノックセンサ
と、このノックセンサの出力に基づき、点火時期をノッ
キング発生時には所定量遅角するとともにノッキング非
発生時には段階的に進角する点火時期制御手段とを備え
たノッキング制御装置において、前記遅角制御後に進角
してゆく過程での点火時期毎の各ノックセンサ出力の平
均値を演算する平均値演算手段と、前記進角過程での点
火時期相互間のノックセンサ出力の平均値の変動幅に基
づいて各ノックセンサの出力を補正する出力補正手段と
を設けたことを特徴とする内燃機関のノッキング制御装
置。The engine is equipped with a plurality of knock sensors that detect knocking in an internal combustion engine, and an ignition timing control means that retards the ignition timing by a predetermined amount when knocking occurs and advances the ignition timing in stages when knocking does not occur, based on the output of the knock sensors. In this knocking control device, an average value calculating means calculates an average value of each knock sensor output for each ignition timing in the process of advancing after the retard angle control, and an average value calculating means for calculating the average value of each knock sensor output for each ignition timing in the process of advancing after the retard angle control, 1. A knocking control device for an internal combustion engine, comprising: output correction means for correcting the output of each knock sensor based on a fluctuation range of an average value of knock sensor outputs.