JPH11257198A - Controller for engine, and abnormal combustion detecting device for engine - Google Patents
Controller for engine, and abnormal combustion detecting device for engineInfo
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- JPH11257198A JPH11257198A JP5306298A JP5306298A JPH11257198A JP H11257198 A JPH11257198 A JP H11257198A JP 5306298 A JP5306298 A JP 5306298A JP 5306298 A JP5306298 A JP 5306298A JP H11257198 A JPH11257198 A JP H11257198A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのノッキ
ングを抑制するようにエンジン制御を行うエンジンの制
御装置、及びそのノッキング等の異常燃焼状態を検出す
る異常燃焼検出装置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an engine control device for controlling an engine so as to suppress knocking of the engine, and an abnormal combustion detecting device for detecting an abnormal combustion state such as knocking.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、ガソリンエンジンには、燃焼エ
ネルギーを最も有効にクランク軸に伝えるための最良の
点火時期（Minimum adovance for the Best Torque：以
下ＭＢＴという）が存在するが、中高負荷域や加速運転
状態等にあるときにはノッキングの発生を防止するため
に点火時期をＭＢＴよりも遅らせており、しかも、その
ノッキングの発生条件は吸気の状態や燃料性状等によっ
て大きく変化する。2. Description of the Related Art In general, a gasoline engine has a minimum ignition timing (hereinafter referred to as MBT) for transmitting combustion energy most effectively to a crankshaft. When in an operating state or the like, the ignition timing is delayed from that of the MBT in order to prevent the occurrence of knocking, and the knocking occurrence conditions vary greatly depending on the state of intake air, fuel properties, and the like.
【０００３】このため、従来より、エンジンの燃焼室に
圧電体等からなるノックセンサを配設して、このノッキ
ングセンサにより燃焼圧の変動（圧力振動）に基づいて
ノッキングを検出し、ノッキング発生の検出時には、点
火時期を遅角側に補正することで異常燃焼を抑制するよ
うにしたエンジンの制御装置が知られている。For this reason, conventionally, a knock sensor made of a piezoelectric material or the like is provided in a combustion chamber of an engine, and knocking is detected by the knock sensor based on a change in combustion pressure (pressure vibration), and knocking is generated. There is known an engine control device which suppresses abnormal combustion by correcting the ignition timing to the retard side at the time of detection.
【０００４】また、近年では、例えば特開平９−２７３
４７０号公報に開示されるように、点火プラグの対向電
極間を流れるイオン電流信号から燃焼イオンの状態を検
出し、この検出結果に基づいてエンジンの失火やノッキ
ング等の異常燃焼を検出する異常燃焼検出装置を備えた
ものもあり、このものでは、上記のノックセンサを用い
たものに比べてカム軸やバルブの振動等に起因するノイ
ズが少ないので、より高精度に燃焼状態の変動を検出で
き、よって、ノッキング等の検出精度が向上するるとい
う利点がある。In recent years, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-273
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 470, an abnormal combustion detecting the state of combustion ions from an ion current signal flowing between opposed electrodes of a spark plug and detecting abnormal combustion such as engine misfire or knocking based on the detection result. Some detectors are equipped with a detection device.In this detector, there is less noise caused by the vibration of the camshaft and valve, etc., compared with the one using the above knock sensor. Therefore, there is an advantage that detection accuracy of knocking or the like is improved.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
如きエンジンの制御装置において、ノッキングが検出さ
れない範囲で点火時期を最大限に進角側に設定すると、
点火時期をある程度余裕を持って設定した場合に比べ、
長期間使用した後のエンジン性能が大きく低下してしま
い、信頼性を損なう虞れがある。すなわち、点火時期を
最大限に進角設定すると、長期使用後のエンジンにノッ
キングによる圧力変動に起因するダメージのような症状
が見られ、このことで大きな性能低下が生じていると考
えられている。By the way, in the above-described conventional engine control device, if the ignition timing is set to the maximum advance angle within a range in which knocking is not detected,
Compared to when the ignition timing is set with some margin,
There is a possibility that the engine performance after long-term use will be significantly reduced, and the reliability will be impaired. That is, when the ignition timing is set to the maximum advance, a symptom such as damage due to pressure fluctuation due to knocking is seen in the engine after long-term use, and it is considered that this causes a large decrease in performance. .
【０００６】このため、上記従来のエンジンの制御装置
においては、後者のようにノッキング検出精度を高めた
ものであっても、信頼性を重視すれば、点火時期をノッ
キング限界よりもかなり遅角側に設定せざるを得ないこ
とになり、その分だけ出力向上及び燃費低減の余地が残
る。For this reason, in the above-mentioned conventional engine control device, even if the knocking detection accuracy is enhanced as in the latter case, if the reliability is emphasized, the ignition timing is considerably retarded from the knocking limit. Therefore, there is still room for improving the output and reducing the fuel consumption.
【０００７】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、エンジンの燃焼状態の
検出に工夫を凝らして、エンジンの信頼性を損なうこと
なくさらなる出力向上及び燃費低減を図ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve the output and fuel efficiency without deteriorating the reliability of the engine by devising the combustion state of the engine. The aim is to reduce it.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の発明者は、エンジンの長期間使用後の性能
低下が、従来までの手法では検出できないような微小な
ノッキング（以下、微小ノックという）に起因するもの
であるとみなし、この微小ノックを複数回の燃焼サイク
ルにおけるセンサ出力値を統計処理することにより確実
に検出して、微小ノックが起こらない範囲で最大限に高
出力かつ低燃費寄りのエンジン制御を行うようにした。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the inventor of the present invention has proposed a method for detecting a small knocking (hereinafter, referred to as a small knocking) in which a decrease in performance after long-term use of the engine cannot be detected by conventional techniques. This is considered to be caused by micro-knock, and this micro-knock is reliably detected by statistically processing the sensor output value in a plurality of combustion cycles. In addition, the engine is controlled for better fuel economy.
【０００９】具体的に、請求項１記載の発明では、エン
ジンの燃焼室に設けられた対向電極間を流れるイオン電
流信号に基づいてノッキングを検出するノッキング検出
手段と、該ノッキング検出手段によりノッキングの発生
が検出されたとき、該ノッキングを抑制するようにエン
ジンの運転状態を制御するノッキング抑制制御手段とを
備えたエンジンの制御装置を前提とする。そして、上記
ノッキング検出手段として、気筒の１回の燃焼サイクル
におけるイオン電流信号の変動状態を表す変動状態値を
検出する変動状態値検出部と、該変動状態値検出部によ
り複数の燃焼サイクルに亘って検出された変動状態値に
基づいて、上記複数の燃焼サイクルにおけるエンジンの
燃焼状態に係る判定値を演算する判定値演算部と、上記
判定値に基づいてノッキングを判定する第１の判定部と
を備える構成とする。More specifically, according to the first aspect of the present invention, knocking detection means for detecting knocking based on an ion current signal flowing between opposed electrodes provided in a combustion chamber of the engine, and knocking detection by the knocking detection means. It is assumed that the engine control device includes a knocking suppression control unit that controls the operating state of the engine so as to suppress the knocking when the occurrence is detected. As the knocking detecting means, a fluctuating state value detecting section for detecting a fluctuating state value indicating a fluctuating state of the ion current signal in one combustion cycle of the cylinder, and the fluctuating state value detecting section detects a fluctuating state value over a plurality of combustion cycles. A determination value calculation unit that calculates a determination value related to the combustion state of the engine in the plurality of combustion cycles based on the fluctuation state value detected in the plurality of combustion cycles; and a first determination unit that determines knocking based on the determination value. The configuration is provided with.
【００１０】この構成によれば、複数の燃焼サイクルに
亘って検出されたイオン電流信号の変動状態値に基づい
て、上記複数の燃焼サイクルにおけるエンジンの燃焼状
態に係る判定値が判定値演算部により演算される。そし
て、その判定値に基づいてノッキングを判定すること
で、気筒の１回の燃焼サイクルにおける変動状態値から
は検出できない微小ノックを検出することができる。こ
のことで、微小ノックの検出結果に基づいて、該微小ノ
ックの発生を防止してエンジンの信頼性を確保しつつ、
出力向上及び燃費低減を図ることができる。[0010] According to this configuration, the determination value regarding the combustion state of the engine in the plurality of combustion cycles is determined by the determination value calculation unit based on the fluctuation state value of the ion current signal detected over the plurality of combustion cycles. Is calculated. Then, by determining knocking based on the determination value, it is possible to detect minute knock that cannot be detected from the fluctuation state value in one combustion cycle of the cylinder. With this, based on the detection result of the minute knock, while preventing the occurrence of the minute knock and securing the reliability of the engine,
Output can be improved and fuel consumption can be reduced.
【００１１】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明における判定値は、複数の変動状態値の統計的分散
値とする。このことで、微小ノックを判定するための判
定値が具体化され、この判定値に基づく判定により微小
ノックを確実に検出できる。In the invention according to claim 2, the judgment value in the invention according to claim 1 is a statistical variance value of a plurality of fluctuation state values. Thus, the determination value for determining the minute knock is embodied, and the minute knock can be reliably detected by the determination based on the determination value.
【００１２】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明における判定値は、複数の変動状態値の移動平均値
とする。このことで、請求項２記載の発明と同様、微小
ノックを判定するための判定値が具体化される。According to the third aspect of the present invention, the determination value in the first aspect of the invention is a moving average value of a plurality of fluctuation state values. Thus, the determination value for determining the minute knock is embodied as in the second aspect of the invention.
【００１３】請求項４記載の発明では、請求項２又は３
記載の発明における変動状態値は、イオン電流信号の最
大値及び最小値の間の偏差値とする。このことで、イオ
ン電流信号の変動状態値が具体化され、最大値及び最小
値の間の偏差値を用いることで、イオン電流信号の変動
状態を反映する値が得られる。According to the fourth aspect of the present invention, the second or third aspect is provided.
The fluctuation state value in the described invention is a deviation value between the maximum value and the minimum value of the ion current signal. Thus, the fluctuation state value of the ion current signal is embodied, and a value reflecting the fluctuation state of the ion current signal is obtained by using the deviation value between the maximum value and the minimum value.
【００１４】請求項５記載の発明では、請求項１〜４の
いずれか１つに記載の発明におけるノッキング検出手段
は、エンジンの運転状態がその要求トルクの増大に対応
して燃料増量するエンリッチ領域にあるときに、第１の
判定部によるノッキング判定を行うものとする。According to a fifth aspect of the present invention, in the knocking detecting means according to any one of the first to fourth aspects, the knocking detecting means includes an enrichment region in which the operating state of the engine increases in fuel in response to the increase in the required torque. , The knocking determination by the first determination unit is performed.
【００１５】すなわち、一般に、上記エンリッチ領域に
おいてはノッキング抑制のために点火時期を遅角側に設
定する制御が行われており、これに伴い排ガス温度が上
昇するので、触媒の冷却のためにも燃料を増量する必要
がある。これに対し、本発明では、第１判定部によって
微小ノックを検出することができるので、上記エンリッ
チ領域にあっても、微小ノックが発生しない範囲で点火
時期を最大限に進角設定することができ、これにより、
燃料の増量を少なくしてその分燃費を低減することがで
きる。That is, generally, in the enriched region, control is performed to set the ignition timing to the retard side in order to suppress knocking. Since the exhaust gas temperature rises with this control, the cooling of the catalyst is also performed. Fuel needs to be increased. On the other hand, in the present invention, since the minute knock can be detected by the first determination unit, it is possible to set the ignition timing to the maximum advance angle in a range where the minute knock does not occur even in the enriched region. Yes, this allows
The fuel consumption can be reduced by reducing the amount of fuel increase.
【００１６】請求項６記載の発明では、請求項１又は５
記載の発明におけるノッキング検出手段は、変動状態値
検出部によって検出された気筒の１回の燃焼サイクルに
おける変動状態値に基づいてノッキングを判定する第２
の判定部を備え、エンジンの定常運転状態では第１の判
定部によるノッキング判定を行う一方、エンジンの過渡
運転状態では上記第２の判定部によるノッキング判定を
行う構成とする。According to the invention of claim 6, in claim 1 or 5,
The knocking detecting means in the invention described above determines knocking based on a fluctuation state value in one combustion cycle of the cylinder detected by the fluctuation state value detection unit.
The first determination unit performs the knocking determination by the first determination unit in the steady operation state of the engine, and performs the knocking determination by the second determination unit in the transient operation state of the engine.
【００１７】この構成によれば、エンジンの過渡運転状
態では、１回の燃焼サイクルにおける変動状態値に基づ
いて、第２の判定部により従来までと同様にノッキング
の判定が行われ、この判定結果に基づいてノッキング抑
制制御手段による制御が実行される。ここで、上記第２
の判定部によるノッキング判定は１回の燃焼サイクルの
間に行われるので、第１の判定部による微小ノックの判
定に比べて短時間で実行することができ、よって、過渡
運転状態であってもエンジンの運転状態の変化に遅れず
に適切なノッキング抑制制御を行うことができる。According to this configuration, in the transient operation state of the engine, knocking is determined by the second determination unit in the same manner as in the prior art based on the fluctuation state value in one combustion cycle. The control by the knocking suppression control means is executed based on. Here, the second
Since the knocking determination by the determination unit is performed during one combustion cycle, the knocking determination can be performed in a shorter time than the small knock determination by the first determination unit. Therefore, even in the transient operation state, Appropriate knocking control can be performed without delaying a change in the operating state of the engine.
【００１８】請求項７記載の発明では、請求項６記載の
発明におけるノッキング抑制制御手段は、ノッキング検
出手段の第１の判定部によりノッキング判定が行われた
ときには、エンジン制御の度合を第２の判定部によりノ
ッキング判定が行われたときよりも小さくする構成とす
る。In the invention according to claim 7, the knocking suppression control means in the invention according to claim 6 determines the degree of engine control to a second degree when the knocking determination is made by the first determination unit of the knocking detection means. It is configured to be smaller than when knocking determination is made by the determination unit.
【００１９】このことで、エンジンの定常運転状態で微
小ノックが検出されたときには、ノッキング抑制制御手
段によるエンジン制御の度合が比較的小さくされるの
で、ノッキング抑制制御に伴う出力低下・燃費悪化を防
止できる。一方、過渡運転状態で従来までと同様にノッ
キングが検出されたときには、エンジン制御の度合を比
較的大きくして、大きな燃焼圧の変動を伴うノッキング
を速やかに抑制することができる。Thus, when a small knock is detected in the steady operation state of the engine, the degree of engine control by the knocking suppression control means is made relatively small, so that a decrease in output and deterioration in fuel efficiency due to the knocking suppression control are prevented. it can. On the other hand, when knocking is detected in the transient operation state as in the related art, the degree of engine control can be made relatively large, and knocking involving large fluctuations in combustion pressure can be quickly suppressed.
【００２０】請求項８記載の発明は、エンジンの燃焼室
に設けられた対向電極間を流れるイオン電流信号に基づ
いて異常燃焼状態を検出するようにした異常燃焼検出装
置を前提とする。そして、気筒の１回の燃焼サイクルに
おけるイオン電流信号の変動状態を表す変動状態値を検
出する変動状態値検出部と、該変動状態値検出部により
複数の燃焼サイクルに亘って検出された変動状態値に基
づいて、上記複数の燃焼サイクルにおけるエンジンの燃
焼状態に係る判定値を演算する判定値演算部と、上記判
定値に基づいて異常燃焼状態を判定する異常燃焼判定部
とを備える構成とする。The invention according to claim 8 is based on an abnormal combustion detection device which detects an abnormal combustion state based on an ion current signal flowing between opposed electrodes provided in a combustion chamber of an engine. And a fluctuation state value detecting section for detecting a fluctuation state value indicating a fluctuation state of the ion current signal in one combustion cycle of the cylinder; and a fluctuation state detected by the fluctuation state value detection section over a plurality of combustion cycles. A determination value calculation unit configured to calculate a determination value related to a combustion state of the engine in the plurality of combustion cycles based on the value; and an abnormal combustion determination unit configured to determine an abnormal combustion state based on the determination value. .
【００２１】この構成によれば、複数の燃焼サイクルに
亘って検出されたイオン電流信号の変動状態値に基づい
て、上記複数の燃焼サイクルにおけるエンジンの燃焼状
態に係る判定値が判定値演算部により演算される。そし
て、その判定値に基づいて燃焼状態を判定することで、
気筒の１回の燃焼サイクルにおける変動状態値からは検
出できない微小な燃焼変動を検出できる。よって、例え
ばエンジンの失火やノッキングの検出精度を高めること
ができる。According to this configuration, the determination value regarding the combustion state of the engine in the plurality of combustion cycles is determined by the determination value calculation unit based on the fluctuation state value of the ion current signal detected over the plurality of combustion cycles. Is calculated. Then, by determining the combustion state based on the determination value,
A minute combustion fluctuation that cannot be detected from the fluctuation state value in one combustion cycle of the cylinder can be detected. Therefore, for example, it is possible to improve the detection accuracy of misfire or knocking of the engine.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２３】図１は、本発明の実施形態に係るエンジン
の制御装置Ａの概略構成を示し、この制御装置Ａは、図
示しないエンジンの燃焼室に設けられた点火プラグ１の
対向電極すなわち正極２及び負極３の間の放電ギャップ
を流れるイオン電流に基づいてエンジンの燃焼状態を検
出し、この検出結果に対応してエンジン制御を行うもの
である。FIG. 1 shows a schematic configuration of an engine control device A according to an embodiment of the present invention. The control device A is a counter electrode of a spark plug 1 provided in a combustion chamber of an engine (not shown), that is, a positive electrode 2. The combustion state of the engine is detected based on the ion current flowing through the discharge gap between the power supply and the negative electrode 3, and the engine is controlled in accordance with the detection result.
【００２４】上記図１において、４は点火プラグ１の対
向電極２，３間に高電圧をかけて放電させる点火回路で
ある。この点火回路４は、ＥＣＵ（Electronic Control
Unit）５からの制御信号によりパワートランジスタ６
をスイッチング作動させて、バッテリ７から１次コイル
８ａに流れる電流を遮断することで、２次コイル８ｂ側
に誘導起電力により対向電極２，３間の放電開始電圧を
超える高電圧を発生させるようになっている。尚、９は
電磁誘導の媒体となって磁気エネルギーを蓄積する鉄心
である。In FIG. 1, reference numeral 4 denotes an ignition circuit for applying a high voltage between the opposing electrodes 2 and 3 of the ignition plug 1 to discharge. The ignition circuit 4 is provided with an ECU (Electronic Control).
Unit) 5 by a control signal from the power transistor 6
Is switched to cut off the current flowing from the battery 7 to the primary coil 8a, so that a high voltage exceeding the discharge starting voltage between the counter electrodes 2 and 3 is generated on the secondary coil 8b side by the induced electromotive force. It has become. Reference numeral 9 denotes an iron core that serves as a medium for electromagnetic induction and stores magnetic energy.
【００２５】また、１０は点火プラグ１の対向電極２，
３間を流れるイオン電流を検出するための検出ユニット
である。この検出ユニット１０は、レギュレータ１１を
介して点火回路４の２次コイル８ｂに接続されたイオン
電源部１２と、このイオン電源部１２の電圧値を検出し
て上記点火プラグ１の対向電極２，３間を流れるイオン
電流値に変換する変換回路１３とを備えており、該変換
回路１３から出力されるイオン電流信号ｉを比較回路１
４により予め設定した参照信号と比較演算し、演算後の
信号を波形整形回路１５を介してＥＣＵ５に対し出力す
る。さらに、上記検出ユニット１０には、変換回路１３
から出力されたイオン電流信号ｉの例えば4.5〜25kHzの
周波数帯の信号を通過させるバンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）１６が設けられ、このＢＰＦ１６を通過したイオン
電流信号ｉは上記波形整形回路１５を介して出力され
て、ＥＣＵ５に入力される。10 is a counter electrode 2 of the spark plug 1
This is a detection unit for detecting an ion current flowing between the three. The detection unit 10 detects an ion power supply unit 12 connected to the secondary coil 8 b of the ignition circuit 4 via a regulator 11, and detects a voltage value of the ion power supply unit 12 to detect the voltage of the counter electrode 2 of the ignition plug 1. And a conversion circuit 13 for converting the ion current signal i output from the conversion circuit 13 into an ion current value flowing between the three conversion circuits.
4 and performs a comparison operation with a preset reference signal, and outputs the signal after the operation to the ECU 5 via the waveform shaping circuit 15. Further, the detection unit 10 includes a conversion circuit 13
Band-pass filter (BP) that passes, for example, a signal in the frequency band of 4.5 to 25 kHz of the ion current signal i output from
F) 16 is provided, and the ion current signal i passing through the BPF 16 is output via the waveform shaping circuit 15 and input to the ECU 5.
【００２６】上記ＥＣＵ５は、検出ユニット１０からの
出力信号の他に、図示しないがエンジンに吸気を供給す
る吸気通路に設けられて吸気流量を検出するエアフロー
センサ２０、該エアフローセンサ２０よりも下流側の吸
気通路に設けられたスロットル弁の開度を検出するスロ
ットルセンサ２１、エンジンのクランク軸の回転角度
（°ＣＡ）を検出するクランク角センサ２２等からの出
力信号を受け入れる。一方、上記ＥＣＵ５からは、点火
回路４のパワートランジスタ６に対して点火制御信号が
出力される他、エンジンの燃焼室に連通する吸気ポート
に燃料を噴射供給するインジェクタ２３に対してパルス
信号が出力され、そのパルス幅に応じた分量の燃料を供
給するようになっている。The ECU 5 includes, in addition to the output signal from the detection unit 10, an air flow sensor 20 (not shown) provided in an intake passage for supplying intake air to the engine and detecting an intake air flow rate, and a downstream side of the air flow sensor 20. Output signals from a throttle sensor 21 for detecting the opening of a throttle valve provided in the intake passage, a crank angle sensor 22 for detecting a rotation angle (° CA) of a crankshaft of the engine, and the like are received. On the other hand, the ECU 5 outputs an ignition control signal to the power transistor 6 of the ignition circuit 4, and outputs a pulse signal to an injector 23 that injects fuel to an intake port communicating with a combustion chamber of the engine. Then, an amount of fuel corresponding to the pulse width is supplied.
【００２７】また、本発明の特徴として、上記ＥＣＵ５
は、検出ユニット１０から入力されるイオン電流信号ｉ
の１回の燃焼サイクルにおける変動状態を表す変動状態
値Ｐｉを算出し、この変動状態値Ｐｉに基づいて、異音
を伴う大きなノッキング（以下、可聴ノックという）を
判定する一方、所定の複数回の燃焼サイクルにおける上
記変動状態値Ｐｉを統計処理し、その結果に基づいて、
異音が聞き取れないような微小なノッキング（以下、微
小ノックという）の発生を判定する２通りの異常燃焼判
定を行う。そして、上記可聴ノック又は微小ノックが判
定されたとき、それぞれ点火時期θを遅角側に補正して
異常燃焼を抑制するノッキング抑制制御を行うようにな
っている。Further, as a feature of the present invention, the ECU 5
Is the ion current signal i input from the detection unit 10.
, A fluctuation state value Pi representing a fluctuation state in one combustion cycle is calculated, and based on the fluctuation state value Pi, a large knocking accompanied by abnormal noise (hereinafter, referred to as an audible knock) is determined. Statistical processing of the fluctuation state value Pi in the combustion cycle is performed, and based on the result,
Two types of abnormal combustion determination are performed to determine the occurrence of minute knocking (hereinafter referred to as "small knocking") in which abnormal noise cannot be heard. Then, when the audible knock or the minute knock is determined, knocking suppression control for suppressing abnormal combustion by correcting the ignition timing θ to the retard side is performed.
【００２８】以下、具体的に、図２に示すフローチャー
ト図に基づいて上記ＥＣＵ５による微小ノック、可聴ノ
ック等の異常燃焼状態の判定手順について説明する。こ
の異常燃焼判定は、ＥＣＵ５内のクロック発振に同期し
て例えば４ｍｓ毎に実行すればよく、また、後述の点火
時期制御と同様にエンジン回転に同期して実行してもよ
い。The procedure of the ECU 5 for determining an abnormal combustion state such as a small knock or an audible knock will be described below with reference to a flowchart shown in FIG. This abnormal combustion determination may be performed in synchronization with the clock oscillation in the ECU 5, for example, every 4 ms, or may be performed in synchronization with the engine rotation as in the ignition timing control described later.
【００２９】まず、同図のステップＳ１では、クランク
角センサ２２からの信号に基づいてイオン電流検出時期
（例えば、上死点後１０°〜４０°ＣＡ）であるか否か
を判定し、検出時期でないＮＯであればリターンする一
方、検出時期でＹＥＳであればステップＳ２に進んで、
検出ユニット１０からイオン電流信号ｉを入力して、続
くステップＳ３でその入力値をＥＣＵ５のメモり領域ａ
に記憶する。そして、ステップＳ４では、イオン電流検
出時期の終了（例えば、上死点後４０°ＣＡ以降）を判
定し、まだ終了していないＮＯであれば上記ステップＳ
１にリターンする一方、終了していてＹＥＳであればス
テップＳ５に進む。First, in step S1 of the figure, it is determined based on a signal from the crank angle sensor 22 whether or not it is an ion current detection timing (for example, 10 ° to 40 ° CA after top dead center). If NO at the detection time, the process returns. If YES at the detection time, the process proceeds to step S2.
An ion current signal i is input from the detection unit 10, and the input value is stored in a memory area a of the ECU 5 in a subsequent step S3.
To memorize. Then, in step S4, the end of the ion current detection timing (for example, after 40 ° CA after the top dead center) is determined.
On the other hand, if the processing has been completed and the answer is YES, the processing proceeds to step S5.
【００３０】つまり、イオン電流検出期間における４ｍ
ｓ毎のイオン電流信号ｉの値を全てメモリ領域ａに記憶
する。ここで、イオン電流信号ｉはエンジンの燃焼状態
の変化を反映して変動するので、例えば図３に示すよう
にノッキングの発生によって燃焼室内のガス圧が振動的
に変動している場合、これに対応するイオン電流信号ｉ
の値は、例えばＢＰＦ１６通過後の値を図４に示すよう
に、振動的に変動する。That is, 4 m during the ion current detection period
All values of the ion current signal i for each s are stored in the memory area a. Here, since the ion current signal i fluctuates reflecting a change in the combustion state of the engine, for example, when the gas pressure in the combustion chamber fluctuates due to knocking as shown in FIG. The corresponding ion current signal i
The value of fluctuates in a vibrating manner as shown in FIG. 4, for example, after passing through the BPF 16.
【００３１】そこで、上記ステップＳ５では、メモリ領
域ａに記憶されたイオン電流信号ｉの値に基づいて、イ
オン電流検出期間におけるイオン電流信号ｉの変動状態
を表す変動状態値Ｐｉを算出する。具体的には、図５に
示すように、記憶したイオン電流信号ｉの最大値ｉmax
と最小値ｉminとの偏差の絶対値（Peak to Peak）を変
動状態値Ｐｉとすることで、イオン電流信号ｉの変動す
なわち燃焼状態の変動を反映する変動状態値Ｐｉが得ら
れる。In step S5, a fluctuation state value Pi representing the fluctuation state of the ion current signal i during the ion current detection period is calculated based on the value of the ion current signal i stored in the memory area a. Specifically, as shown in FIG. 5, the maximum value imax of the stored ion current signal i is
By setting the absolute value (Peak to Peak) of the deviation between the minimum value and the minimum value imin as the fluctuation state value Pi, the fluctuation state value Pi reflecting the fluctuation of the ion current signal i, that is, the fluctuation of the combustion state is obtained.
【００３２】Ｐｉ ＝ ｉmax−ｉmin 尚、上記変動状態値Ｐｉとしては、以下の（数１）に示
すように複数のイオン電流信号ｉの変化量の積分値を用
いてもよく、また、フーリエ変換によりイオン電流信号
ｉを周波数領域で評価するようにしてもよい。Pi = imax-imin It is to be noted that the variation state value Pi may be an integral value of a change amount of a plurality of ion current signals i as shown in the following (Equation 1). May be used to evaluate the ion current signal i in the frequency domain.
【００３３】[0033]
【数１】 (Equation 1)
【００３４】そして、ステップＳ６では、上記ステップ
Ｓ５で算出した変動状態値Ｐｉをメモリ領域ｂに記憶
し、続くステップＳ７でサイクル値ｎをインクリメント
した後、ステップＳ８に進んでメモリ領域ａをクリアす
る。ステップＳ９では、サイクル値ｎが所定の設定値ｎ
0（例えば数百回程度）であるか否か、つまり変動状態
値Ｐｉをｎ0サイクルに亘って算出したか否かを判定
し、ｎ＝ｎ0でないＮＯであればステップＳ１にリター
ンする一方、ｎ＝ｎ0になってＹＥＳであればステップ
Ｓ１０に進んで、メモリ領域ｂに記憶したｎ0個の変動
状態値Ｐｉに基づいて、エンジンの異常燃焼状態を判定
するための判定値Ｐｔを算出する。Then, in step S6, the fluctuation state value Pi calculated in step S5 is stored in the memory area b, and in step S7, the cycle value n is incremented. Then, the flow advances to step S8 to clear the memory area a. . In step S9, the cycle value n is set to a predetermined set value n.
It is determined whether or not 0 (for example, about several hundred times), that is, whether or not the fluctuation state value Pi has been calculated over n0 cycles. If n is not NO, the process returns to step S1, while n If the answer is NO in step S10, the process proceeds to step S10, and a determination value Pt for determining an abnormal combustion state of the engine is calculated based on the n0 fluctuation state values Pi stored in the memory area b.
【００３５】つまり、上記ｎ0回の燃焼サイクルに亘る
変動状態値Ｐｉを算出し、そのｎ0個の変動状態値Ｐｉ
に基づいて微小ノック等のエンジンの異常燃焼状態を判
定する。That is, the fluctuating state value Pi over the n0 combustion cycles is calculated, and the n0 fluctuating state values Pi are calculated.
An abnormal combustion state of the engine such as a small knock is determined based on
【００３６】上記判定値Ｐｔとしては、具体的に以下の
（数２）に示すように、ｎ0個の変動状態値Ｐｉの統計
的分散値を用いる。このことで、後述の如く微小ノック
の発生を正確に判定することができる。As the determination value Pt, a statistical variance value of n0 fluctuation state values Pi is specifically used as shown in the following (Equation 2). As a result, occurrence of minute knock can be accurately determined as described later.
【００３７】[0037]
【数２】 (Equation 2)
【００３８】続いて、ステップＳ１１では、判定値Ｐｔ
を極く小さな設定値Ｐｔｓと比較して、この設定値Ｐｔ
ｓよりも小さいＹＥＳならば、ステップＳ１２に進み、
燃焼変動が極めて小さいことからエンジンが失火状態に
なっていると判定する。一方、判定値Ｐｔが設定値Ｐｔ
ｓ以上であれば、エンジンは失火状態になっていないの
で、ステップＳ１３に進んでメモリ領域ｂをクリアする
とともに、サイクル値ｎを初期化（ｎ＝０）して、しか
る後にリターンする。Subsequently, at step S11, the judgment value Pt
Is compared with a very small set value Pts, and this set value Pt
If YES is smaller than s, the process proceeds to step S12,
Since the combustion fluctuation is extremely small, it is determined that the engine is in a misfire state. On the other hand, when the determination value Pt is equal to the set value Pt
If s or more, the engine is not in a misfire state, so the process proceeds to step S13 to clear the memory area b, initialize the cycle value n (n = 0), and thereafter return.
【００３９】尚、上記判定値Ｐｔとしては、以下の（数
３）に示すように複数の変動状態値Ｐｉの移動平均値を
用いるようにしてもよく、さらに、複数の変動状態値Ｐ
ｉの最大値と最小値との偏差を用いるようにしてもよ
い。As the determination value Pt, a moving average value of a plurality of fluctuation state values Pi may be used as shown in the following (Equation 3).
The deviation between the maximum value and the minimum value of i may be used.
【００４０】[0040]
【数３】 (Equation 3)
【００４１】上記図２のフローにおいて、ステップＳ５
が、１回の燃焼サイクルにおけるイオン電流信号ｉの変
動状態を表す変動状態値Ｐｉを検出する変動状態値検出
部５ａに対応しており、また、ステップＳ１０が、複数
の燃焼サイクルに亘って検出された複数の変動状態値Ｐ
ｉに基づいて、上記複数の燃焼サイクルにおけるエンジ
ンの燃焼状態を反映する判定値Ｐｔを演算する判定値演
算部５ｂに対応している。In the flow of FIG. 2, step S5
Corresponds to the fluctuation state value detection unit 5a that detects the fluctuation state value Pi representing the fluctuation state of the ion current signal i in one combustion cycle, and the step S10 detects over a plurality of combustion cycles. Plurality of fluctuation state values P
Based on i, it corresponds to a determination value calculation unit 5b that calculates a determination value Pt that reflects the combustion state of the engine in the plurality of combustion cycles.
【００４２】次に、上述の如く算出した変動状態値Ｐｉ
又は判定値Ｐｔに基づいてノッキングを抑制する点火制
御の手順について、図６に示すフローチャート図に基づ
いて具体的に説明する。この点火制御は、クランク角セ
ンサ２２からの入力信号に基づいて、エンジン回転に同
期して実行すればよい。Next, the fluctuation state value Pi calculated as described above is calculated.
Alternatively, a procedure of ignition control for suppressing knocking based on the determination value Pt will be specifically described with reference to a flowchart shown in FIG. This ignition control may be executed in synchronization with the engine rotation based on an input signal from the crank angle sensor 22.
【００４３】まず、同図のステップＴ１で各種センサか
らの信号を入力し、続くステップＴ２では、エンジン回
転数及びエンジンの負荷状態に基づいて予め設定された
マップから点火時期の基本値θbaseを読み込む。ここ
で、エンジン回転数はクランク角センサ２２からの入力
値に基づいて算出されるものであり、また、エンジンの
負荷状態としては、例えばエアフローセンサ２０からの
入力値と上記エンジン回転数とにより演算される吸気充
填効率を用いる。First, signals from various sensors are input in step T1 of FIG. 5, and in subsequent step T2, a basic value θbase of the ignition timing is read from a map set in advance based on the engine speed and the load state of the engine. . Here, the engine speed is calculated based on the input value from the crank angle sensor 22, and the load state of the engine is calculated by, for example, the input value from the air flow sensor 20 and the engine speed. The intake air charging efficiency is used.
【００４４】続いて、ステップＴ３では、エンジン回転
数及びエンジンの負荷状態に基づいて、エンジンの運転
状態が所定のエンリッチ領域にあるか否かを判定する。
このエンリッチ領域は、例えば図７に示すように低回転
域でかつ中負荷域の所定領域であり、エンジンへの要求
トルクが高いことから燃料噴射量を多めに（エンリッ
チ）設定している。また、エンリッチ領域では一般にノ
ッキングが発生しやすいことから、ノッキングの抑制の
ために点火時期の基本値θbaseを予め遅角側に設定して
おり、これに伴い排ガス温度が高くなることによる触媒
の温度上昇を抑制するためにも、燃料噴射量を多めに設
定する必要があり、例えば、混合気の空燃比はＡ/Ｆ＝
１３程度に設定されている。Subsequently, in step T3, it is determined whether or not the operation state of the engine is in a predetermined enrichment region based on the engine speed and the load state of the engine.
This enriched region is a predetermined region in a low rotational speed region and a medium load region, for example, as shown in FIG. 7, and the fuel injection amount is set to be relatively large (enriched) because the required torque for the engine is high. In addition, since knocking generally occurs easily in the enriched region, the basic value θbase of the ignition timing is set in advance on the retard side in order to suppress knocking. In order to suppress the rise, it is necessary to set the fuel injection amount to be relatively large. For example, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is A / F =
It is set to about 13.
【００４５】上記ステップＴ３において、エンジンの運
転状態がエンリッチ領域にないＮＯと判定されればステ
ップＴ４に進む一方、エンリッチ領域にあるＹＥＳと判
定されればステップＴ９に進む。上記ステップＴ４で
は、今度はエンジンの運転領域が高負荷域にあるか否か
を判定し、高負荷域にあるＹＥＳと判定されればステッ
プＴ１０に進む一方、高負荷域にないＮＯと判定されれ
ば、ステップＴ５に進んで点火時期の補正係数θkc＝０
として、ステップＴ６に進む。そして、このステップＴ
６で基本値θbaseから抑制値θkcを減算して点火時期θ
を演算し、続くステップＴ７でクランク角センサ２２か
らの信号に基づいて点火時期になったことを判定し、点
火時期になれば（ＹＥＳ）、ステップＴ８に進んで点火
回路４に点火制御信号を出力し、しかる後にリターンす
る。In step T3, if it is determined that the operating state of the engine is not in the enrichment region, the process proceeds to step T4. If it is determined that the engine is in the enrichment region, the process proceeds to step T9. In the above step T4, it is determined whether or not the operating region of the engine is in the high load region. If YES in the high load region is determined, the process proceeds to step T10, while NO is determined not in the high load region. If so, the routine proceeds to step T5, where the ignition timing correction coefficient θkc = 0
And proceeds to step T6. And this step T
In step 6, the suppression value θkc is subtracted from the basic value θbase to calculate the ignition timing θ.
Is calculated based on the signal from the crank angle sensor 22 in the following step T7, and if it is the ignition timing (YES), the routine proceeds to step T8, where the ignition control signal is sent to the ignition circuit 4. Output, then return.
【００４６】つまり、エンジンの運転状態がエンリッチ
領域にも高負荷域にもなければ、ノッキングは殆ど発生
しないと考えられるので、点火時期θの遅角側への補正
は行わない。That is, if the operating state of the engine is not in the enrichment region or the high-load region, knocking is considered to hardly occur, so that the ignition timing θ is not corrected to the retard side.
【００４７】一方、上記ステップＴ３でエンジンの運転
状態がエンリッチ領域にあるＹＥＳと判定されて進んだ
ステップＴ９では、今度は、エアフローセンサ２０又は
スロットルセンサ２１からの出力の変化に基づいて、エ
ンジンが過渡運転状態になっているか否かを判定する。
すなわち、上記いずれかのセンサ出力の変化が所定以上
に大きければ、過渡運転状態であるＹＥＳと判定してス
テップＴ１０に進む一方、所定以下で過渡運転状態でな
いＮＯと判定すれば、ステップＴ１３に進む。On the other hand, in step T9, in which the operation state of the engine is determined to be YES in the enrichment region in step T3, the engine is controlled based on a change in the output from the air flow sensor 20 or the throttle sensor 21. It is determined whether or not the vehicle is in a transient operation state.
That is, if the change in any one of the sensor outputs is greater than a predetermined value, it is determined to be YES in the transient operation state and proceeds to step T10. .
【００４８】そして、上記ステップＴ１０では、上述の
異常燃焼判定のフローのステップＳ５（図２参照）で演
算された状態判定値Ｐｉを、予め設定したしきい値Ｐｉ
0と比較する。すなわち、Ｐｉ≧Ｐｉ0でＹＥＳであれ
ば、１回の燃焼サイクルにおけるイオン電流信号ｉの変
動がかなり大きいので、可聴ノックが発生していると判
定してステップＴ１１に進み、点火時期の補正係数θkc
を所定値αとして、上記ステップＴ６〜Ｔ８に進み、点
火時期を上記所定値αだけ遅角側に補正して点火実行す
る。一方、Ｐｉ＜Ｐｉ0でＮＯであれば可聴ノックは発
生していないと判定し、ステップＴ１２で補正係数θkc
＝０として、上記ステップＴ６〜Ｔ８に進む。In step T10, the state determination value Pi calculated in step S5 (see FIG. 2) of the above-described abnormal combustion determination flow is set to a predetermined threshold value Pi.
Compare with 0. That is, if Pi ≧ Pi0 and YES, since the fluctuation of the ion current signal i in one combustion cycle is considerably large, it is determined that audible knock has occurred, and the routine proceeds to step T11, where the ignition timing correction coefficient θkc
Is set to the predetermined value α, the process proceeds to the above-mentioned steps T6 to T8, and the ignition timing is corrected to the retard side by the predetermined value α to execute the ignition. On the other hand, if Pi <Pi0 and NO, it is determined that no audible knock has occurred, and the correction coefficient θkc is determined in step T12.
= 0, and the process proceeds to steps T6 to T8.
【００４９】つまり、エンジンの運転状態がエンリッチ
領域にあってかつ過渡運転状態になっているか、又は高
負荷域にある場合には、エンジンに与えるダメージの大
きい可聴ノックを判定し、可聴ノック発生時には点火時
期θを遅角側に比較的大きく補正して速やかに異常燃焼
を解消するようにしている。尚、上記所定値αは、予め
設定した初期値を制御サイクルの進行に伴い漸減するよ
うにしており、これにより、点火時期は遅角側に補正さ
れた後に次第に進角側に戻される。That is, when the operating state of the engine is in the enriched region and in the transient operating state or in the high load range, the audible knock that causes a large damage to the engine is determined. The ignition timing θ is corrected to be relatively large to the retard side so that abnormal combustion is quickly eliminated. The predetermined value α gradually decreases from a preset initial value with the progress of the control cycle, whereby the ignition timing is corrected to the retard side and then gradually returned to the advance side.
【００５０】これに対し、上記ステップＴ９でエンジン
の運転状態が過渡状態にないＮＯと判定されて進んだス
テップＴ１３では、上述の異常燃焼判定のフローのステ
ップＳ１０で演算された判定値Ｐｔを、予め設定したし
きい値Ｐｔ0と比較する。そして、Ｐｔ≧Ｐｔ0でＹＥＳ
であれば、現在までの所定回数ｎ0の燃焼サイクルにお
けるイオン電流信号ｉの変動状態から微小ノックが発生
していると判定し、ステップＴ１４に進んで、点火時期
の補正係数θkcを上記所定値αよりも小さい所定値βと
して、上記ステップＴ６〜Ｔ８に進み、点火時期θを所
定値βだけ遅角側に補正して点火実行する。一方、Ｐｔ
＜Ｐｔ0でＮＯであれば微小ノックは発生していないと
判定し、ステップＴ１５で補正係数θkc＝０として、上
記ステップＴ６〜Ｔ８に進む。On the other hand, in step T13, in which it is determined that the operating state of the engine is not in the transient state in step T9 and the process proceeds to step T13, the determination value Pt calculated in step S10 of the above-described abnormal combustion determination flow is calculated. The threshold value is compared with a preset threshold value Pt0. And YES if Pt ≧ Pt0
If so, it is determined that a minute knock has occurred from the fluctuation state of the ion current signal i in the combustion cycle of the predetermined number n0 up to the present time, and the process proceeds to step T14, where the ignition timing correction coefficient θkc is set to the predetermined value α The process proceeds to steps T6 to T8 as the predetermined value β smaller than the predetermined value β, and the ignition timing θ is corrected to the retard side by the predetermined value β to execute the ignition. On the other hand, Pt
If NO in <Pt0, it is determined that a small knock has not occurred, and in step T15, the correction coefficient θkc is set to 0, and the process proceeds to steps T6 to T8.
【００５１】つまり、エンジンの運転状態がエンリッチ
領域にあってかつ定常運転状態になっていれば、ｎ0回
の燃焼サイクルに亘るイオン電流信号ｉの変動状態に基
づいて微小ノックを判定し、微小ノックの発生時には、
点火時期θを可聴ノックの場合に比べて小さく遅角側に
補正する。尚、上記所定値βも所定値αと同様に予め設
定した初期値を制御サイクルの進行に伴い漸減するよう
にしているが、その減少度合は一層小さく設定されてお
り、これにより、点火時期θは緩やかに進角側に戻され
る。That is, if the operating state of the engine is in the enrichment region and the engine is in the steady operating state, the small knock is determined based on the fluctuation state of the ion current signal i over n0 combustion cycles, and the small knock is determined. When an outbreak occurs,
The ignition timing θ is corrected to the retard side smaller than in the case of audible knock. Note that the predetermined value β is also set so as to gradually decrease the preset initial value similarly to the predetermined value α with the progress of the control cycle, but the degree of the decrease is set to be smaller, so that the ignition timing θ Is gradually returned to the advance side.
【００５２】上記図６のフローにおいて、ステップＴ１
０が、１回の燃焼サイクルにおける変動状態値Ｐｉに基
づいて可聴ノックの発生を判定する第２の判定部５ｃ
に、また、ステップＴ１３が、判定値Ｐｔに基づいて微
小ノック等の微小な異常燃焼を判定する第１の判定部
（異常燃焼判定部）５ｄにそれぞれ対応しており、その
両者により、ノッキング検出手段（異常燃焼検出装置）
が構成される。さらに、ステップＴ６，Ｔ１２，Ｔ１４
が、ノッキングを抑制するように点火時期を制御するノ
ッキング抑制制御手段５ｅに対応している。In the flow of FIG. 6, step T1
0 is the second determination unit 5c that determines the occurrence of audible knock based on the fluctuation state value Pi in one combustion cycle.
Step T13 corresponds to a first determination unit (abnormal combustion determination unit) 5d that determines a minute abnormal combustion such as a small knock based on the determination value Pt. Means (abnormal combustion detection device)
Is configured. Further, steps T6, T12, T14
Corresponds to the knocking suppression control unit 5e that controls the ignition timing so as to suppress knocking.
【００５３】したがって、この実施形態によれば、イオ
ン電流信号ｉの変動状態に基づく微小ノックの判定にお
いて、判定値Ｐｔとしてｎ0個の変動状態値Ｐｉの統計
的分散値を用いることで、微小ノックの発生を高精度に
判定することができる。Therefore, according to this embodiment, in the determination of the minute knock based on the fluctuation state of the ion current signal i, the minute knock is determined by using the statistical variance of the n0 fluctuation state values Pi as the judgment value Pt. Can be determined with high accuracy.
【００５４】すなわち、エンジンの点火時期θと上記判
定値Ｐｔとの相関関係を実験により調べたところ、図８
に示すように、点火時期θの進角側への変更に対する判
定値Ｐｔの増加割合が急増する点Ｌが存在することが明
らかになった。しかも、点火時期θをこの点Ｌよりも進
角側に設定した場合、可聴ノックは検出されないにもか
かわらず、長時間の試験運転した後のエンジンに微小ノ
ックに起因するダメージのような症状が見出された。That is, when the correlation between the ignition timing θ of the engine and the determination value Pt was examined by an experiment, FIG.
As shown in FIG. 5, it has become clear that there is a point L at which the rate of increase of the determination value Pt with respect to the change of the ignition timing θ to the advanced side rapidly increases. In addition, when the ignition timing θ is set to a more advanced side than this point L, even though no audible knock is detected, a symptom such as damage caused by a minute knock in the engine after a long test operation is performed. Was found.
【００５５】このことから、微小ノックと判定値Ｐｔと
の間には密接な相関関係があり、点火時期θの進角によ
って微小ノックが発生するようになると、燃焼状態の変
動に伴い判定値Ｐｔが急増すると考えられる。つまり、
判定値Ｐｔを図８に示す点Ｌの近傍のしきい値Ｐｔ0と
比較することで、微小ノックの発生を確実に検出でき
る。From this, there is a close correlation between the small knock and the judgment value Pt, and when the small knock occurs due to the advance of the ignition timing θ, the judgment value Pt is accompanied by a change in the combustion state. Is expected to increase rapidly. That is,
By comparing the determination value Pt with a threshold value Pt0 near the point L shown in FIG. 8, the occurrence of a minute knock can be reliably detected.
【００５６】したがって、この実施形態のエンジンの制
御装置Ａでは、上述の如く、エンジンの運転中に判定値
Ｐｔを算出し、その算出値が上記したしきい値Ｐｔ0よ
りも小さくなる範囲で、点火時期を最大限に進角側に制
御するようにしている。このことで、微小ノックの発生
を抑制しつつ点火時期を最大限に進角設定することがで
きるので、従来までのように点火時期を余裕を持って遅
角側に設定した場合と比べて、エンジン出力のさらなる
向上と燃費低減とが図られる。Therefore, in the engine control device A of this embodiment, as described above, the determination value Pt is calculated during the operation of the engine, and the ignition value is set within a range where the calculated value is smaller than the threshold value Pt0. The timing is controlled to the maximum advance. As a result, the ignition timing can be set to the maximum advance while suppressing the occurrence of minute knock, so that compared to the case where the ignition timing is set to the retard side with a margin as in the past, Further improvement of engine output and reduction of fuel consumption are achieved.
【００５７】特に、エンリッチ領域ではノッキング防止
のために点火時期θを予め遅角側に設定するとともに、
これに伴う触媒の温度上昇を防止するためにも燃料噴射
量を多めに設定しているので、上述の如く、定常運転状
態で微小ノックの発生を抑制しつつ点火時期θを最大限
に進角設定することで、その分燃料供給量を減らして燃
費を低減できる。Particularly, in the enriched region, the ignition timing θ is set in advance to the retard side in order to prevent knocking.
As described above, the fuel injection amount is set to be relatively large in order to prevent a rise in the temperature of the catalyst, and as described above, the ignition timing θ is advanced to the maximum while suppressing the occurrence of minute knocks in a steady operation state. By setting, the fuel supply amount can be reduced correspondingly, and the fuel efficiency can be reduced.
【００５８】一方、エンジンの過渡運転状態では、微小
ノックの判定結果ではなく、１回の燃焼サイクルにおけ
る変動状態値Ｐｉに基づく可聴ノックの判定結果に基づ
いて点火時期θを補正するようにしている。このこと
で、上記可聴ノックの判定は１回の燃焼サイクルの間に
行われるので、微小ノックの判定に比べて短時間で実行
することができ、よって、過渡運転状態であっても、エ
ンジンの運転状態の変化に遅れずに適切なノッキング抑
制制御を行うことができる。On the other hand, in the transient operation state of the engine, the ignition timing θ is corrected based on the audible knock determination result based on the fluctuation state value Pi in one combustion cycle instead of the small knock determination result. . Thus, the determination of the audible knock is performed during one combustion cycle, so that the determination can be performed in a shorter time than the determination of the small knock. Appropriate knocking suppression control can be performed without delaying the change in the operating state.
【００５９】さらに、上述の如く可聴ノックを抑制する
ための点火時期θの補正量αを、微小ノックを抑制する
ための点火時期θの補正量βよりも大きく設定すること
で、微小ノックの抑制制御に伴う出力低下・燃費悪化を
防止できる一方、可聴ノックに伴う大きな燃焼圧の変動
を速やかに抑制することができ、可聴ノックによるエン
ジンのダメージを防止することができる。Further, as described above, the correction amount α of the ignition timing θ for suppressing the audible knock is set to be larger than the correction amount β of the ignition timing θ for suppressing the small knock, thereby suppressing the small knock. While it is possible to prevent a decrease in output and deterioration in fuel efficiency due to control, a large change in combustion pressure due to audible knock can be suppressed quickly, and damage to the engine due to audible knock can be prevented.
【００６０】（他の実施形態）なお、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、
微小ノックの判定とこれに応じたノッキング抑制制御と
を、エンリッチ領域における過渡運転状態で実行するよ
うにしているが、これに限らず、エンジンがそれ以外の
運転状態にあるときにも実行するようにしてもよい。(Other Embodiments) The present invention is not limited to the above embodiment, but includes various other embodiments. That is, in the above embodiment,
The determination of the small knock and the knocking suppression control corresponding to the determination are performed in the transient operation state in the enrichment region. However, the present invention is not limited to this, and may be performed when the engine is in another operation state. It may be.
【００６１】また、上記実施形態では、異常燃焼検出装
置Ｂを主にノッキングの検出のために用いているが、こ
の他の異常燃焼状態の検出を主目的とすることも可能で
ある。In the above embodiment, the abnormal combustion detecting device B is mainly used for detecting knocking. However, it is also possible to mainly detect other abnormal combustion states.
【００６２】[0062]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明におけるエンジンの制御装置によれば、複数の燃焼サ
イクルにおけるエンジンの燃焼状態を反映する判定値に
基づいてノッキングを判定することで、気筒の１回の燃
焼サイクルにおける変動状態値からは検出できない微小
ノックを検出することができる。よって、微小ノックの
検出結果に基づきその発生を防止してエンジンの信頼性
を確保しつつ、出力向上及び燃費低減を図ることができ
る。As described above, according to the engine control device of the first aspect of the present invention, knocking is determined based on the determination value reflecting the combustion state of the engine in a plurality of combustion cycles. It is possible to detect a small knock that cannot be detected from the fluctuation state value in one combustion cycle of the cylinder. Therefore, it is possible to improve the output and reduce the fuel consumption while ensuring the reliability of the engine while preventing the occurrence thereof based on the detection result of the minute knock.
【００６３】請求項２記載の発明では、判定値として複
数の変動状態値の統計的分散値を用いることで、また、
請求項３記載の発明では複数の変動状態値の移動平均値
を用いることで、上記判定値が具体化されて、この判定
値に基づいて微小ノックを確実に検出できる。According to the second aspect of the present invention, a statistical variance value of a plurality of fluctuation state values is used as a judgment value.
According to the third aspect of the invention, by using a moving average value of a plurality of fluctuation state values, the determination value is embodied, and a minute knock can be reliably detected based on the determination value.
【００６４】請求項４記載の発明によれば、イオン電流
信号の変動状態を反映する変動状態値が具体化される。According to the fourth aspect of the present invention, the fluctuation state value reflecting the fluctuation state of the ion current signal is embodied.
【００６５】請求項５記載の発明によれば、エンジンの
運転状態が低回転域でかつ中高負荷域にあっても点火時
期を最大限に進角設定することができるので、燃料の増
量を少なくしてその分燃費を低減することができる。According to the fifth aspect of the present invention, the ignition timing can be set to the maximum advance even when the engine is operating in a low rotational speed range and a medium to high load range, so that the amount of fuel increase is reduced. As a result, fuel consumption can be reduced accordingly.
【００６６】請求項６記載の発明によれば、過渡運転状
態であっても、エンジンの運転状態の変化に遅れずに適
切なノッキング抑制制御を行うことができる。According to the sixth aspect of the invention, even in the transient operation state, it is possible to perform appropriate knocking suppression control without delaying a change in the operation state of the engine.
【００６７】請求項７記載の発明によれば、定常運転状
態でノッキング抑制制御に伴う出力低下・燃費悪化を防
止できる一方、過渡運転状態で大きな燃焼圧の変動を伴
うノッキングによるエンジンのダメージを防止すること
ができる。According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to prevent a decrease in output and a decrease in fuel efficiency due to knocking suppression control in a steady operation state, while preventing engine damage due to knocking accompanied by a large fluctuation in combustion pressure in a transient operation state. can do.
【００６８】請求項８記載の発明におけるエンジンの異
常燃焼検出装置によれば、請求項１記載の発明と同様
に、１回の燃焼サイクルにおける変動状態値からは検出
できない微小な燃焼変動を検出できるので、エンジンの
失火やノッキング等の検出精度を高めることができる。According to the apparatus for detecting abnormal combustion of an engine according to the eighth aspect of the invention, similarly to the first aspect of the invention, it is possible to detect a minute combustion fluctuation which cannot be detected from the fluctuation state value in one combustion cycle. Therefore, it is possible to improve the detection accuracy of engine misfire, knocking, and the like.
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置を
示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine control device according to an embodiment of the present invention.
【図２】微小ノック、可聴ノック等の異常燃焼状態の具
体的判定手順を示すフローチャート図である。FIG. 2 is a flowchart showing a specific procedure for determining an abnormal combustion state such as a small knock and an audible knock;
【図３】微小ノックによる燃焼圧の変動状態を示す説明
図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of fluctuation of a combustion pressure due to a small knock.
【図４】微小ノックに伴うイオン電流信号の変動状態を
示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a change state of an ion current signal due to a small knock.
【図５】イオン電流信号の変動状態値を示す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a fluctuation state value of an ion current signal.
【図６】エンジンの点火制御の具体的手順を示すフロー
チャート図である。FIG. 6 is a flowchart showing a specific procedure of engine ignition control.
【図７】エンジン回転数及びエンジン負荷に対応づけて
設定されたエンリッチ領域を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an enrichment region set in association with an engine speed and an engine load.
【図８】点火時期の変更に対応する判定値の変化特性を
示す特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing a change characteristic of a determination value corresponding to a change in ignition timing.
Ａ エンジンの制御装置 Ｂ エンジンの異常燃焼検出装置 ｉ イオン電流信号 Ｐｉ イオン電流信号の変動状態値 Ｐｔ 判定値 α，β ノッキング抑制制御手段によるエンジン
制御の度合い ２，３ 対向電極 ５ａ 変動状態値検出部 ５ｂ 判定値演算部 ５ｃ 第２の判定部 ５ｄ 第１の判定部、異常燃焼判定部 ５ｅ ノッキング抑制制御手段Reference Signs List A engine control device B engine abnormal combustion detection device i ion current signal Pi fluctuation state value of ion current signal Pt judgment value α, β Degree of engine control by knocking suppression control means 2, 3 counter electrode 5a fluctuation state value detector 5b Determination value calculation unit 5c Second determination unit 5d First determination unit, abnormal combustion determination unit 5e Knocking suppression control means
フロントページの続き (72)発明者 岡本 真 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内Continuation of front page (72) Inventor Makoto Okamoto 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Co., Ltd.
Claims (8)
間を流れるイオン電流信号に基づいてノッキングを検出
するノッキング検出手段と、 上記ノッキング検出手段によりノッキングの発生が検出
されたとき、該ノッキングを抑制するようにエンジンの
運転状態を制御するノッキング抑制制御手段とを備えた
エンジンの制御装置において、 上記ノッキング検出手段は、気筒の１回の燃焼サイクル
におけるイオン電流信号の変動状態を表す変動状態値を
検出する変動状態値検出部と、 上記変動状態値検出部により複数の燃焼サイクルに亘っ
て検出された変動状態値に基づいて、上記複数の燃焼サ
イクルにおけるエンジンの燃焼状態に係る判定値を演算
する判定値演算部と、 上記判定値に基づいてノッキングを判定する第１の判定
部とを備えていることを特徴とするエンジンの制御装
置。1. A knocking detecting means for detecting knocking based on an ion current signal flowing between opposed electrodes provided in a combustion chamber of an engine, and when the knocking is detected by the knocking detecting means, the knocking is detected. A knocking suppression control means for controlling an operation state of the engine so as to suppress the knocking, wherein the knocking detection means includes a fluctuation state value representing a fluctuation state of an ion current signal in one combustion cycle of the cylinder. A fluctuation state value detection unit that detects a combustion state of the engine based on the fluctuation state value detected over a plurality of combustion cycles by the fluctuation state value detection unit. And a first determination unit that determines knocking based on the determination value. The engine control apparatus according to claim Rukoto.
を特徴とするエンジンの制御装置。2. The engine control device according to claim 1, wherein the determination value is a statistical variance value of a plurality of fluctuation state values.
特徴とするエンジンの制御装置。3. The engine control device according to claim 1, wherein the determination value is a moving average value of a plurality of fluctuation state values.
の偏差値であることを特徴とするエンジンの制御装置。4. The engine control device according to claim 2, wherein the fluctuation state value is a deviation value between a maximum value and a minimum value of the ion current signal.
トルクの増大に対応して燃料増量するエンリッチ領域に
あるときに、第１の判定部によるノッキング判定を行う
ように構成されていることを特徴とするエンジンの制御
装置。5. The knocking detection means according to claim 1, wherein the knocking detection means is configured to perform the first determination when the operating state of the engine is in an enrichment region in which fuel is increased in response to an increase in the required torque. An engine control device configured to perform knocking determination by a unit.
サイクルにおける変動状態値に基づいてノッキングを判
定する第２の判定部を備え、 エンジンの定常運転状態では第１の判定部によるノッキ
ング判定を行う一方、エンジンの過渡運転状態では上記
第２の判定部によるノッキング判定を行うように構成さ
れていることを特徴とするエンジンの制御装置。6. The knocking detecting means according to claim 1, wherein the knocking detecting means includes a second determining unit that determines knocking based on a fluctuation state value in one combustion cycle of the cylinder detected by the fluctuation state value detection unit. The engine is characterized in that a knocking determination by the first determination unit is performed in a steady operation state of the engine, while a knocking determination by the second determination unit is performed in a transient operation state of the engine. Control device.
の判定部によりノッキング判定が行われたときには、エ
ンジン制御の度合を第２の判定部によりノッキング判定
が行われたときよりも小さくするように構成されている
ことを特徴とするエンジンの制御装置。7. The knocking suppression control unit according to claim 6, wherein the knocking suppression control unit is a first knocking detection unit.
An engine control device configured to make the degree of engine control smaller when the knocking determination is made by the determination unit than when the knocking determination is made by the second determination unit.
間を流れるイオン電流信号に基づいて異常燃焼状態を検
出するようにした異常燃焼検出装置において、 気筒の１回の燃焼サイクルにおけるイオン電流信号の変
動状態を表す変動状態値を検出する変動状態値検出部
と、 上記変動状態値検出部により複数の燃焼サイクルに亘っ
て検出された変動状態値に基づいて、上記複数の燃焼サ
イクルにおけるエンジンの燃焼状態に係る判定値を演算
する判定値演算部と、 上記判定値に基づいて異常燃焼状態を判定する異常燃焼
判定部とを備えていることを特徴とするエンジンの異常
燃焼検出装置。8. An abnormal combustion detection device for detecting an abnormal combustion state based on an ion current signal flowing between opposed electrodes provided in a combustion chamber of an engine, wherein the ion current signal in one combustion cycle of a cylinder is provided. A fluctuation state value detection unit that detects a fluctuation state value representing a fluctuation state of the engine; and, based on the fluctuation state value detected over the plurality of combustion cycles by the fluctuation state value detection unit, the engine in the plurality of combustion cycles. An abnormal combustion detection device for an engine, comprising: a determination value calculation unit that calculates a determination value related to a combustion state; and an abnormal combustion determination unit that determines an abnormal combustion state based on the determination value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5306298A JPH11257198A (en) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | Controller for engine, and abnormal combustion detecting device for engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5306298A JPH11257198A (en) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | Controller for engine, and abnormal combustion detecting device for engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11257198A true JPH11257198A (en) | 1999-09-21 |
Family
ID=12932365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5306298A Withdrawn JPH11257198A (en) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | Controller for engine, and abnormal combustion detecting device for engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11257198A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-03-05 JP JP5306298A patent/JPH11257198A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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