JPS6295437A - Combustion monitor device for internal combustion engine - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To evade deterioration in combustion state caused by abnormality properly by analyzing the low frequency vibration component and high frequency vibration component of an in-cylinder pressure signal while monitoring the combustion state, discriminating whether the combustion state is normal or not, and deciding the extinction of the engine. CONSTITUTION:A combustion monitor means (d) calculates a physical quantity regarding combustion vibration energy in every combustion cycle of the engine on the basis of a specific low frequency and a high frequency vibration component extracted from the output of a pressure detecting means (a) which detects the combustion pressure of the engine, thereby monitoring the combustion state. The 1st decision means (e) decides whether the low frequency vibration component is abnormal or not on the basis of the output of the 1st extracting means (b) and the 2nd discrimination means (f) discriminates whether the high frequency vibration component is abnormal or not on the basis of the output of the 2nd extracting means (c). An abnormality discrimination means (g) discriminates that the engine is in an extinction state when the high frequency vibration component is abnormal, the low frequency vibration component is normal, and the low frequency vibration pattern of the combustion pressure is symmetrical about the top dead center.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、内燃機関の燃焼圧力を検出して燃焼状態を把
握する燃焼監視装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a combustion monitoring device that detects the combustion pressure of an internal combustion engine to ascertain the combustion state.

（従来の技術） 近時、エンジンにより高い燃料経済性、運転性が要求さ
れる傾向にあり、かかる観点からマイクロコンピュータ
等を応用して燃焼状態を最適に制御することが行われる
。(Prior Art) In recent years, there has been a trend that engines are required to have higher fuel economy and drivability, and from this point of view, microcomputers and the like are being applied to optimally control combustion conditions.

燃焼状態を把握する方法の１つとしてシリンダ内におけ
る燃焼ガスの圧力（以下、筒内圧という）を検出する方
法があり、そのための手段として従来、例えば第２０図
（ａ）〜（Ｃ１に示すようなものが知られている（特公
昭４１−５１５４号公報、ＳＡＥ　　テクニカルペーパ
　７５０８８３号等参照）。One of the methods to understand the combustion state is to detect the pressure of combustion gas in the cylinder (hereinafter referred to as in-cylinder pressure). Some are known (see Japanese Patent Publication No. 41-5154, SAE Technical Paper No. 750883, etc.).

第２０図（ａｌにおいて、１はエンジンのシリンダヘッ
ドを示し、シリンダヘッド１に形成された点火栓ネジ孔
２には点火栓３が螺合される。点火栓３と取付座面４と
の間には座金としての圧力センサ５が挾み込まれて共Ｉ
蓄めされる。圧力センサ５は第２０図（ｂｌ、（Ｃ）に
示すようにリング型の中心電極６を中心にしてその両面
に２枚のピエゾ圧電素子７と、さらにその外側に上面電
極８と下面電極９を順次積層して構成され、これらの内
外周は絶縁性のモールド部材１０で一体に固定される。In FIG. 20 (al), 1 indicates the cylinder head of the engine, and the ignition plug 3 is screwed into the ignition plug screw hole 2 formed in the cylinder head 1. Between the ignition plug 3 and the mounting seat surface 4 A pressure sensor 5 as a washer is sandwiched between the
It is stored. As shown in FIGS. 20 (bl, (C)), the pressure sensor 5 has a ring-shaped center electrode 6 at its center, two piezoelectric elements 7 on both sides thereof, and an upper surface electrode 8 and a lower surface electrode 9 on the outside thereof. The inner and outer peripheries of these are integrally fixed with an insulating mold member 10.

また、中心電極６からはリード線１１がモールド部材１
０を通して取り出される。Further, a lead wire 11 is connected to the mold member 1 from the center electrode 6.
Extracted through 0.

このような圧力センサ５は点火栓３の座金として締め付
けられているため、シリンダ内の燃焼圧力が点火栓３に
作用すると、その締付力が増減変化して圧電素子７の発
生電荷が変化し筒内圧に応じた大きさの電荷信号を出力
する。したがって、エンジンの燃焼圧力を電気的信号と
して利用し易い形で取り出すことができる。Since such a pressure sensor 5 is tightened as a washer for the ignition plug 3, when the combustion pressure in the cylinder acts on the ignition plug 3, the tightening force increases or decreases, and the electric charge generated by the piezoelectric element 7 changes. Outputs a charge signal whose size corresponds to the cylinder pressure. Therefore, the combustion pressure of the engine can be extracted in a form that is easy to use as an electrical signal.

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の内燃機関の燃焼監視装
置にあっては、エンジンが正常燃焼しているとの前提の
基にその燃焼圧力を検出する構成となっているため、例
えばエンジンが失火したような場合には筒内圧が単なる
モータリング波形となる。かかる場合、低負荷燃焼であ
るか否か等の判断に困難を伴うことがあり、燃焼状態の
監視精度が低下して監視装置としての信頼性が低下する
。(Problems to be Solved by the Invention) However, such conventional combustion monitoring devices for internal combustion engines are configured to detect the combustion pressure on the assumption that the engine is burning normally. Therefore, if the engine misfires, for example, the cylinder pressure becomes a simple motoring waveform. In such a case, it may be difficult to determine whether or not it is low-load combustion, which reduces the accuracy of monitoring the combustion state and reduces the reliability of the monitoring device.

その結果、このような監視情報Ｇこ基づいてエンジンの
燃焼状態を制御すると、燃焼状態の悪化を招く。As a result, if the combustion state of the engine is controlled based on such monitoring information G, the combustion state will deteriorate.

（発明の目的） そこで本発明は、センサ出力の低周波振動成分と高周波
振動成分にそれぞれ燃焼エネルギに関連した特有の正常
パターンがあることに着目し、これら各成分の分析から
その正常／異常を判別してエンジンの失火を判定するこ
とにより、燃焼状態の監視精度を高めて、燃焼監視情報
としての信頼性を向上させることを目的としている。(Purpose of the Invention) Therefore, the present invention focuses on the fact that the low-frequency vibration component and high-frequency vibration component of the sensor output each have a unique normal pattern related to combustion energy, and analyzes these components to determine whether they are normal or abnormal. The purpose is to improve the accuracy of monitoring the combustion state and improve the reliability of combustion monitoring information by determining engine misfire.

（発明の構成） 本発明による内燃機関の燃焼監視装置はその基本概念図
を第１図に示すように、エンジンの燃焼圧力を検出する
圧力検出手段ａと、圧力検出手段ａの出力から所定の低
周波振動成分を抽出する第１抽出手段すと、圧力検出手
段ａの出力から所定の高周波振動成分を抽出する第２抽
出手段Ｃと、所定の低周波振動成分および高周波振動成
分に基づいてエンジンの燃焼サイクル毎に燃焼振動エネ
ルギに関連した物理量を演算し、該物理量から燃焼状態
を監視する燃焼監視手段ｄと、第１抽出手段すの出力か
ら低周波振動成分が異常であるか否かを判別する第１判
別手段ｅと、第２抽出手段Ｃの出力から高周波振動成分
が異常であるか否かを判別する第２判別手段ｆと、高周
波振動成分が異常で低周波振動成分が正常であり、燃焼
圧力の低周波振動パターンが上死点を中心に対称となっ
ているときエンジンが失火していると判定する異常判定
手段ｇと、を備えており、燃焼状態の監視精度を高める
ものである。(Structure of the Invention) The combustion monitoring device for an internal combustion engine according to the present invention, as shown in the basic conceptual diagram in FIG. A first extraction means for extracting a low frequency vibration component, a second extraction means C for extracting a predetermined high frequency vibration component from the output of the pressure detection means a, and a second extraction means C for extracting a predetermined high frequency vibration component from the output of the pressure detection means a; Combustion monitoring means d calculates a physical quantity related to combustion vibration energy for each combustion cycle and monitors the combustion state from the physical quantity, and determines whether the low frequency vibration component is abnormal from the output of the first extraction means d. A first discriminating means e for discriminating, a second discriminating means f for discriminating whether the high frequency vibration component is abnormal from the output of the second extracting means C, and a second discriminating means f for discriminating whether the high frequency vibration component is abnormal and the low frequency vibration component is normal. and an abnormality determining means (g) for determining that the engine is misfiring when the low-frequency vibration pattern of the combustion pressure is symmetrical about top dead center, thereby increasing the accuracy of monitoring the combustion state. It is.

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第２〜１９図は本発明の実施例を示す図であり、本発明
を点火時期を制御する装置に適用した例である。2 to 19 are diagrams showing embodiments of the present invention, and are examples in which the present invention is applied to a device for controlling ignition timing.

まず、構成を説明する。第２図において、２１は４気筒
エンジンであり、吸入空気は図中矢印で示すようにエア
クリーナ２２より吸気管２３を通して各気筒に供給され
、燃料は噴射信号Ｓｉに基づきインジェクタ２４により
噴射される。各気筒には点火プラグ２５が装着されてお
り、点火プラグ２５にはディストリビュータ（図示路）
を介して点火コイル２６からの高圧パルスＰｉが供給さ
れる。点火コイル２６は点火信号Ｓｐに基づいて高圧パ
ルスＰｉを発生させて点火プラグ２５に供給し、気筒内
の混合気は高圧パルスＰｉの放電によって着火、爆発し
、排気となって排気管２７から触媒コンバータ２８、マ
フラ２９を順次通して排出される。First, the configuration will be explained. In FIG. 2, 21 is a four-cylinder engine, and intake air is supplied from an air cleaner 22 to each cylinder through an intake pipe 23 as indicated by the arrow in the figure, and fuel is injected by an injector 24 based on an injection signal Si. A spark plug 25 is installed in each cylinder, and the spark plug 25 has a distributor (as shown in the diagram).
A high voltage pulse Pi from the ignition coil 26 is supplied via the ignition coil 26. The ignition coil 26 generates a high-pressure pulse Pi based on the ignition signal Sp and supplies it to the spark plug 25, and the air-fuel mixture in the cylinder is ignited and exploded by the discharge of the high-pressure pulse Pi, becoming exhaust gas and passing through the exhaust pipe 27 to the catalyst. It passes through the converter 28 and the muffler 29 in sequence and is discharged.

吸入空気の流量Ｑａはエアフローメータ３０により検出
され、吸気管２３内の絞弁３１によって制御される。絞
弁３１の開度ＣＶはスロットルスイッチ３２により検出
され、絞弁３１をバイパスする空気流量はＡＡＣバルブ
３３により調節され、これによりアイドル回転数が制御
される。The intake air flow rate Qa is detected by an air flow meter 30 and controlled by a throttle valve 31 in the intake pipe 23. The opening degree CV of the throttle valve 31 is detected by a throttle switch 32, and the flow rate of air bypassing the throttle valve 31 is adjusted by an AAC valve 33, thereby controlling the idle rotation speed.

一方、ＥＧＲ量はＥＧＲバルブ３４により制御され、Ｅ
ＧＲバルブ３４の作動はＶＣＭバルブ３５によって制御
される。なお、３６はＢＣパルプ、３７はチェックバル
ブである。On the other hand, the EGR amount is controlled by the EGR valve 34, and the EGR amount is controlled by the EGR valve 34.
The operation of GR valve 34 is controlled by VCM valve 35. Note that 36 is BC pulp and 37 is a check valve.

また、エンジン２１のウォータジャケットを流れる冷却
水の温度Ｔｗは水温センサ３８により検出され、エンジ
ン２１のクランク角Ｃａ　、　Ｃ＋　はクランク角セン
サ３９により検出される。排気中の酸素濃度は酸素セン
サ４０により検出され、酸素センサ４０は理論空燃比で
その出力Ｖｓが急変する特性をもつもの等が用いられる
。Further, the temperature Tw of the cooling water flowing through the water jacket of the engine 21 is detected by a water temperature sensor 38, and the crank angles Ca and C+ of the engine 21 are detected by a crank angle sensor 39. The oxygen concentration in the exhaust gas is detected by an oxygen sensor 40, and an oxygen sensor 40 having a characteristic that its output Vs suddenly changes at the stoichiometric air-fuel ratio is used.

さらに、気筒内の燃焼圧力（筒内圧）は筒内圧センサ４
１により検出され、筒内圧センサ４１は従来例と同様に
圧電素子により構成され点火プラグ２５の座金としてモ
ールド成形される。筒内圧センサ４１は点火プラグ２５
を介して圧電素子に作用する筒内圧を検出し、この筒内
圧に対応する電荷値を有する電荷信号Ｓｌ＋を出力する
。なお、筒内圧センサ４１は気筒毎に配設される。Furthermore, the combustion pressure in the cylinder (in-cylinder pressure) is measured by the in-cylinder pressure sensor 4.
The in-cylinder pressure sensor 41 is formed of a piezoelectric element and is molded as a washer for the spark plug 25, as in the conventional example. The cylinder pressure sensor 41 is connected to the spark plug 25
The in-cylinder pressure acting on the piezoelectric element is detected through the in-cylinder pressure, and a charge signal Sl+ having a charge value corresponding to this in-cylinder pressure is output. Note that the cylinder pressure sensor 41 is provided for each cylinder.

その他に、燃料温度Ｔｆは燃温センサ４２により検出さ
れ、アクセルペダルの踏角量Ａｃｃはアクセルセンサ４
３により検出される。トランスミッション４４のニュー
トラル位置Ｎｃはニュートラルスイッチ４５により検出
され、車速Ｓｓは車速センサ４６により検出される。な
お、４７はキャニスタ、４８はフユエルボンブである。In addition, the fuel temperature Tf is detected by the fuel temperature sensor 42, and the depression angle Acc of the accelerator pedal is detected by the accelerator sensor 4.
Detected by 3. The neutral position Nc of the transmission 44 is detected by a neutral switch 45, and the vehicle speed Ss is detected by a vehicle speed sensor 46. Note that 47 is a canister and 48 is a fuel bomb.

上記センサ群３０．３２．３８．３９．４０．４Ｌ　４
２．４３．４４．４６からの信号はコントロールユニッ
ト５０に入力されており、コントロールユニット５０は
これらのセンサ情報に基づいて筒内圧の算出や筒内圧信
号系の異常の有無判断等を行うとともに、その結果に応
じて燃焼状態を最適に制御する。Above sensor group 30.32.38.39.40.4L 4
The signals from 2.43.44.46 are input to the control unit 50, and the control unit 50 calculates the cylinder pressure and determines whether there is an abnormality in the cylinder pressure signal system based on these sensor information. Combustion conditions are optimally controlled according to the results.

なお、燃焼制御についてはＥＧＲ制御等各種のものがあ
るが、ここではノッキング制御に限定して説明する。Although there are various types of combustion control such as EGR control, the explanation will be limited to knocking control here.

第３図は点火時期制御に関連する部分の全体的ブロック
図である。第３図において、コントロールユニット５０
はチャージアンプ５１ａ〜５１ｄ、マルチプレクサ（Ｍ
ＰＸ）５２、高周波振動検出回路５３、低周波振動検出
回路５４、マイクロコンピュータ５５により構成される
。FIG. 3 is an overall block diagram of parts related to ignition timing control. In FIG. 3, the control unit 50
are charge amplifiers 51a to 51d, multiplexer (M
PX) 52, a high frequency vibration detection circuit 53, a low frequency vibration detection circuit 54, and a microcomputer 55.

各気筒に配設された筒内圧センサ４１ａ〜４１ｄからの
電荷出力Ｓｌｌ〜Ｓ１４はそれぞれチャージアンプ５１
ａ〜５１ｄに入力される。チャージアンプ５１ａ、は第
４図にその詳細を示すようにオペアンプＯＰ４、Ｏ２０
、抵抗Ｒ３〜Ｒ８、コンデンサＣ，およびダイオードＤ
１〜Ｄ３からなるいわゆる電荷−電圧変換増幅器を構成
し、電荷出力Ｓ１１を電圧信号Ｓ２１に変換してマルチ
プレクサ５２に出力する。The charge outputs Sll to S14 from the cylinder pressure sensors 41a to 41d disposed in each cylinder are respectively charged to charge amplifiers 51
It is input to a to 51d. The charge amplifier 51a includes operational amplifiers OP4 and O20, as shown in detail in FIG.
, resistors R3 to R8, capacitor C, and diode D
1 to D3 constitute a so-called charge-voltage conversion amplifier, which converts the charge output S11 into a voltage signal S21 and outputs it to the multiplexer 52.

なお、その他のチャージアンプ５１ｂ〜５１ｄについて
も同様であり、それぞれ電圧信号８２□〜ＳＺ４を出力
する。上記筒内圧センサ４１ａ〜４１ｄおよびチャージ
アンプ５１ａ〜５１ｄは圧力検出手段５６を構成する。Note that the same applies to the other charge amplifiers 51b to 51d, and output voltage signals 82□ to SZ4, respectively. The cylinder pressure sensors 41a to 41d and charge amplifiers 51a to 51d constitute a pressure detection means 56.

一方、コントロールユニット５０にはさらにクランク角
センサ３９からの信号が入力されており、クランク角セ
ンサ３９は各気筒の圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）７０°で
基準信号Ｃａを出力するとともに、クランク角の１度（
又は２度）毎に位置信号Ｃ１を出力する。なお、その基
準信号ＣａＯ内、第１気筒に対応する基準信号について
は、他の気筒に対応する基準信号よりもパルス幅を広く
している。On the other hand, a signal from a crank angle sensor 39 is further input to the control unit 50, and the crank angle sensor 39 outputs a reference signal Ca at 70 degrees before compression top dead center (BTDC) of each cylinder, and also outputs a reference signal Ca at 70 degrees before compression top dead center (BTDC) of each cylinder. 1 degree (
or 2 degrees), the position signal C1 is output. Note that in the reference signal CaO, the pulse width of the reference signal corresponding to the first cylinder is made wider than that of the reference signals corresponding to the other cylinders.

また、その位置信号Ｃ１は、その他の例えば０．１度等
の角度毎に出力するようにしてもよく、細かくする程制
御精度が向上する。Further, the position signal C1 may be output at other angles such as 0.1 degree, and the more finely the position signal C1 is made, the more the control accuracy improves.

マルチプレクサ５２はマイクロコンピュータ５５からの
選択信号Ｓｃに基づいてチャージアンプ５１ａ〜５１ｄ
の出力信号５２１−３Ｚ４を気筒毎に択一的に切り換え
、信号ＳＺｎとして高周波振動ヰ★出回路５３および低
周波振動検出回路５４に出力する。高周波振動検出回路
５３は第５図に示すように、バンドパスフィルタ６０、
増幅回路６１、整流回路６２および積分器６３により構
成される。バンドパスフィルタ６０はマルチプレクサ５
２からの信号Ｓｚｎのうちノッキング振動に対応する周
波数帯（例えば、６〜１５に１１ｚ）の信号成分のみを
抽出し、この抽出した信号成分を信号Ｓ４として増幅回
路６１に出力する。増幅回路６１は第６図に詳細を示す
ように、オペアンプｏｐ、、抵抗Ｒ１゜〜Ｒ１４および
コンデンサＣ２からなり、バンドパスフィルタ６０から
の抽出信号Ｓ４を増幅し信号Ｓ、として整流回路６２に
出力する。整流回路６２は同図に示すようにオペアンプ
ＯＰａ、抵抗Ｒ１５〜ＲＩＩｌ、コンデンサＣ３および
ダイオードＤ４、ＤＳからなり、増幅回路６１からの信
号Ｓ、を半波整流し信号Ｓ６として積分器６３に出力す
る。The multiplexer 52 selects charge amplifiers 51a to 51d based on the selection signal Sc from the microcomputer 55.
The output signals 521-3Z4 are selectively switched for each cylinder and output as a signal SZn to the high frequency vibration output circuit 53 and the low frequency vibration detection circuit 54. As shown in FIG. 5, the high frequency vibration detection circuit 53 includes a band pass filter 60,
It is composed of an amplifier circuit 61, a rectifier circuit 62, and an integrator 63. The bandpass filter 60 is the multiplexer 5
Of the signal Szn from 2, only the signal component in the frequency band corresponding to the knocking vibration (for example, 6 to 15 to 11z) is extracted, and the extracted signal component is output to the amplifier circuit 61 as the signal S4. As shown in detail in FIG. 6, the amplifier circuit 61 includes an operational amplifier OP, resistors R1° to R14, and a capacitor C2, and amplifies the extracted signal S4 from the bandpass filter 60 and outputs it as a signal S to the rectifier circuit 62. do. As shown in the figure, the rectifier circuit 62 consists of an operational amplifier OPa, resistors R15 to RIIl, a capacitor C3, and diodes D4 and DS, and outputs the signal S from the amplifier circuit 61 to the integrator 63 as a half-wave rectified signal S6. .

積分器は同図に示すようにオペアンプＯＰ５、抵抗ＲＩ
９〜Ｒ２□、コンデンサＣ４、ツェナダイオードＺＤか
らなる積分回路と、抵抗ＲＺＩおよびトランジスタＱ、
からなるリセット回路とからなる。The integrator consists of an operational amplifier OP5 and a resistor RI as shown in the figure.
9~R2□, an integrating circuit consisting of a capacitor C4, a Zener diode ZD, a resistor RZI and a transistor Q,
and a reset circuit.

そして、そのリセット回路のトランジスタＱ、に入力さ
れるマイクロコンピュータ５５からのセット／リセット
信号Ｓ！＋１でタイミングをとられて、整流回路６２か
らの信号Ｓ６を積分回路で積分し積分信号Ｓ、として出
力する。Then, the set/reset signal S! from the microcomputer 55 is input to the transistor Q of the reset circuit! +1, the signal S6 from the rectifier circuit 62 is integrated by the integrating circuit and output as an integrated signal S.

なお、この積分器６３はマイクロコンピュータ５５から
のセット／リセット信号ＳＳＲがハイレベル（Ｈ）のと
きに、トランジスタＱ、がオフ状態になって積分可能状
態になり、そのセント／リセット信号ＳＳＲがローレベ
ル（Ｌ）のときに、トランジスタＱ、がオン状態になっ
てコンデンサｃ４の両端がショートされて積分停止状態
になる。Note that when the set/reset signal SSR from the microcomputer 55 is at a high level (H), the integrator 63 turns off the transistor Q and becomes integrable, and when the set/reset signal SSR is at a low level. At the level (L), the transistor Q is turned on, and both ends of the capacitor c4 are short-circuited, and the integration is stopped.

一方、低周波振動検出回路５４は第７図に示すように、
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６４および増幅回路６５に
より構成される。ローパスフィルタ６４はマルチプレク
サ５２からの信号Ｓｚｎのうち所定の低周波数帯（例え
ば、Ｌｋｔｌｚ以下）の信号成分のみを通過させ信号Ｓ
Ｉｌとして増幅回路６５に出力し、増幅回路６５は信号
Ｓ８を増幅し信号Ｓ、としてマイクロコンピュータ５５
に出力する。On the other hand, as shown in FIG. 7, the low frequency vibration detection circuit 54
It is composed of a low pass filter (LPF) 64 and an amplifier circuit 65. The low-pass filter 64 passes only signal components in a predetermined low frequency band (for example, below Lktlz) of the signal Szn from the multiplexer 52, and converts the signal Szn into a signal Szn.
The amplifier circuit 65 amplifies the signal S8 and outputs it as signal Il to the microcomputer 55.
Output to.

上記ローパスフィルタ６４および増幅回路６５は第１抽
出手段としての機能を有し、バンドパスフィルタ６０お
よび増幅回路６１は第２抽出手段としての機能を有する
。The low-pass filter 64 and the amplifier circuit 65 have a function as a first extracting means, and the band-pass filter 60 and the amplifier circuit 61 have a function as a second extracting means.

再び第３図において、マイクロコンピュータ５５は整流
回路６２および積分器６３と共に燃焼監視手段、第１判
別手段、第２判別手段および異常判定手段としての機能
を有し、ＣＰＵ７０、ＲＯＭ７１、ＲＡＭ７２、不揮発
性メモリ　（ＮＶＭ）７３およびＩ１０ボート７４によ
り構成される。ＣＰＵ７０はＲＯＭ７１に書き込まれて
いるプログラムに従ってＩ１０ポート７４より必要とす
る外部データを取り込んだり、また、ＲＡＭ７２、ＮＶ
Ｍ７３との間でデータの授受を行ったりしなからセンサ
の異常判定やノック制御に必要な処理値を演算処理し、
必要に応じて処理したデータをＩ１０ボート７４に出力
する。１１０ボート７４にはクランク角センサ３９、高
周波振動検出回路５３および低周波振動検出回路５４か
らの信号が人力されるとともに、Ｉ１０ボート７４から
は選択信号Ｓｃ、セット／リセット信号５３１Ｉおよび
点火信号Ｓｐが出力される。Referring again to FIG. 3, the microcomputer 55 has the functions of a combustion monitoring means, a first discrimination means, a second discrimination means, and an abnormality determination means together with a rectifier circuit 62 and an integrator 63, and includes a CPU 70, a ROM 71, a RAM 72, and a non-volatile memory. It is composed of a memory (NVM) 73 and an I10 board 74. The CPU 70 imports necessary external data from the I10 port 74 according to the program written in the ROM 71, and also imports necessary external data from the RAM 72 and NV.
Instead of exchanging data with M73, it calculates and processes the processing values necessary for sensor abnormality determination and knock control.
The processed data is output to the I10 boat 74 as necessary. Signals from the crank angle sensor 39, high-frequency vibration detection circuit 53, and low-frequency vibration detection circuit 54 are input to the 110 boat 74, and the selection signal Sc, set/reset signal 531I, and ignition signal Sp are sent from the I10 boat 74. Output.

セット／リセット信号Ｓｓｔは圧縮上死点前４０度（Ｂ
ＴＤＣ４０°）で（Ｈ）レベルとなり、圧縮上死点（Ａ
ＴＤＣ）で（Ｌ）レベルとなるとともに、さらにＡＴＤ
Ｃ５°で再び（Ｈ）レベルとなった後ＡＴＤＣ４５°で
〔Ｌ〕レベルとなる。The set/reset signal Sst is 40 degrees before compression top dead center (B
TDC40°), it becomes level (H) and compression top dead center (A
TDC) becomes (L) level, and further ATD
It becomes the (H) level again at C5° and then becomes the [L] level at ATDC45°.

点火信号Ｓｐは点火手段７５に入力されており、点火手
段７５は前記点火プラグ２５ａ〜２５ｄ、点火コイル２
６、電源７６、ディストリビュータ７７およびパワート
ランジスタＱ２により構成される。点火手段７５は点火
信号Ｓ２に基づきパワートランジスタＱ２を０Ｎ１０Ｆ
Ｆ制御して点火コイル２６の２次側に高電圧Ｐｉを発生
させるとともに、この高電圧Ｐｉをディストリビュータ
７７により分配して点火プラグ−２５ａ〜２５ｄに供給
して混合気に点火する。The ignition signal Sp is input to the ignition means 75, and the ignition means 75 is connected to the spark plugs 25a to 25d and the ignition coil 2.
6, a power supply 76, a distributor 77, and a power transistor Q2. The ignition means 75 sets the power transistor Q2 to 0N10F based on the ignition signal S2.
F control is performed to generate a high voltage Pi on the secondary side of the ignition coil 26, and this high voltage Pi is distributed by the distributor 77 and supplied to the spark plugs -25a to 25d to ignite the air-fuel mixture.

なお、この点火時期の制御（パワートランジスタＱ２　
（７）ＯＮ１０ＦＦ制御）は、Ｉ１０ポート７４の内部
に設けた図示しない進角値（ＡＤＶ）レジスタに決定し
た点火時期に相当する値（進角値）をセットし、これ等
のレジスタの値と位置信号Ｃ１をカウントするカウント
値とを比較して、一致した時点でパワートランジスタＱ
２をＯＮ状態又はＯＦＦ状態にする。Note that this ignition timing control (power transistor Q2
(7) ON10FF control) sets a value (advance value) corresponding to the determined ignition timing in an advance angle value (ADV) register (not shown) provided inside the I10 port 74, and The position signal C1 is compared with the count value, and when they match, the power transistor Q is
2 to the ON or OFF state.

次に作用を説明するが、最初に本実施例におけるノッキ
ングの検出原理について述べる。Next, the operation will be explained, but first, the knocking detection principle in this embodiment will be described.

−ａに、ノッキングによる筒内圧振動が現われるのは筒
内圧が最大となるクランク角度θｐｍａｘ以降であり、
上死点後（ＡＴＤＣ）である。したがって、筒内圧振動
（燃焼室内圧力振動）の検出結果を整流積分した場合、
上死点後の整流積分値はノッキングの程度に応じた値に
なり、ノッキングの程度が大きい程大きな値になる。す
なわち、上死点後の整流積分値はノック時の振動エネル
ギに関連した値になる。そして、一般に人間の聴怒によ
るノンキングレベルの判定は、定常的に発生している背
景雑音による音圧レベルとノッキング振動による音圧レ
ベルとの相対的な強度差によって行なわれていると考え
られる。-a, the cylinder pressure vibration due to knocking appears after the crank angle θpmax where the cylinder pressure reaches its maximum,
This is after top dead center (ATDC). Therefore, when the detection results of in-cylinder pressure vibration (combustion chamber pressure vibration) are rectified and integrated,
The rectification integral value after top dead center has a value depending on the degree of knocking, and the greater the degree of knocking, the larger the value becomes. That is, the rectified integral value after top dead center becomes a value related to the vibration energy at the time of knocking. In general, the judgment of the non-king level by human listening is thought to be based on the relative strength difference between the sound pressure level due to constantly occurring background noise and the sound pressure level due to knocking vibration. .

そこで、上死点後の整流積分値と上死点後の整流積分値
の平均値との差をとることにより、人間の官能評価に合
致したノンキングレベルを検出できる。Therefore, by taking the difference between the rectified integral value after top dead center and the average value of the rectified integral value after top dead center, it is possible to detect a non-king level that matches human sensory evaluation.

次に、このようなノッキング検出をするためのコントロ
ールユニット５０による高周波振動検出回路５３の積分
器６３の積分動作の制御について第８図（以下ここては
「同図」と称す）を参照して説明する。Next, the control of the integration operation of the integrator 63 of the high frequency vibration detection circuit 53 by the control unit 50 for detecting knocking will be described with reference to FIG. 8 (hereinafter referred to as "the same figure"). explain.

まず、４気筒機関においては、第１気筒＃１〜第４気筒
＃４を＃１−＃３−＃４−＃２−＃１の順序で点火制御
する。First, in a four-cylinder engine, the ignition of the first cylinder #1 to the fourth cylinder #4 is controlled in the order of #1-#3-#4-#2-#1.

このとき、クランク角センサ３９からは、同図（イ）に
示すように各気筒の上死点（ＴＤＣ）前７０度で基準信
号Ｃａが出力され、前述したように第１気筒についての
基準信号Ｃａのパルス幅は他の気筒についての基準信号
よりもパルス幅が広い。At this time, the crank angle sensor 39 outputs the reference signal Ca at 70 degrees before the top dead center (TDC) of each cylinder as shown in FIG. The pulse width of Ca is wider than the reference signals for other cylinders.

又、このクランク角センサ３９からは、同図（ロ）に示
すようにクランク角１°　（又は２゛）毎に位置信号Ｃ
Ｉが出力される。Also, from this crank angle sensor 39, a position signal C is sent every 1° (or 2°) of crank angle as shown in FIG.
I is output.

一方、筒内圧センサ４１およびチャージアンプ５１が正
常なときには、チャージアンプ５１からは、同図（ハ）
に示すような検出信号ｓｉｔが出力され、他のチャージ
アンプ５１ａ〜５Ｌｄからも同様な検出信号３２□〜Ｓ
Ｚ４が出力されるので、マルチプレクサ５２からは、同
図（ニ）に示すような検出信号Ｓ２ｎが出力される。そ
れによって、このマルチプレクサ５２からの検出信号Ｓ
ｚｎから高周波振動検出回路５３のバンドパスフィルタ
６０で所定周波数の信号のみを抽出して増幅回路６１で
増幅したとき、この増幅回路６１からは同図（ホ）に示
すような検出信号Ｓ５が出力され、これを整流回路６２
で半波整流することによって同図（へ）に示すような検
出信号Ｓ６が積分器６３に入力される。On the other hand, when the cylinder pressure sensor 41 and charge amplifier 51 are normal, the charge amplifier 51 outputs the signal as shown in FIG.
A detection signal sit as shown in is outputted, and similar detection signals 32□ to S
Since Z4 is output, the multiplexer 52 outputs a detection signal S2n as shown in FIG. Thereby, the detection signal S from this multiplexer 52
When only a signal of a predetermined frequency is extracted from Zn by the band pass filter 60 of the high frequency vibration detection circuit 53 and amplified by the amplifier circuit 61, a detection signal S5 as shown in the same figure (E) is output from the amplifier circuit 61. The rectifier circuit 62
By performing half-wave rectification at , a detection signal S6 as shown in FIG.

そこで、マイクロコンピュータ５５はクランク角センサ
３９からの基準信号Ｃａが入力された時点から内部カウ
ンタを起動して位置信号ＣＩ　のカウントを開始する。Therefore, the microcomputer 55 activates an internal counter and starts counting the position signal CI from the time when the reference signal Ca from the crank angle sensor 39 is input.

そして、マイクロコンピュータ５５は同図（チ）に示す
ように、例えば第１気筒についてＡＴＤＣ５’になった
時点ｔ１で、セット／リセット信号ｓｉｆ＋を〔Ｈ〕に
して積分器６３の積分動作を開始させ、ＡＴＤＣ４５°
になった時点ｔ２でセット／リセット信号ＳＩＫを（Ｌ
）にして積分動作を停止させる。それによって、積分器
６３から出力される積分信号Ｓ、は時点ｔ１〜ｔ２の間
では、例えば同図（ト）に示すようになり、時点り、〜
ｔ２の間の積分動作によってノック時振動エネルギに相
関する積分値が得られる。Then, as shown in FIG. 5(H), the microcomputer 55 sets the set/reset signal sif+ to [H] at a time point t1 when ATDC 5' is reached for the first cylinder, for example, and starts the integrating operation of the integrator 63. , ATDC45°
At time t2, the set/reset signal SIK becomes (L
) to stop the integral operation. As a result, the integral signal S output from the integrator 63 becomes, for example, as shown in FIG.
The integral operation during t2 provides an integral value that correlates to the knocking vibration energy.

なお、マイクロコンピュータ５５は第２気筒〜第４気筒
についても同様なタイミングで積分器６３の積分動作を
制御するので、積分器６３から出力される積分信号Ｓ７
は全体として同図（ト）に示すようになる。Note that since the microcomputer 55 controls the integration operation of the integrator 63 at the same timing for the second to fourth cylinders, the integration signal S7 output from the integrator 63
The overall result is shown in the same figure (G).

そこで、マイクロコンピュータ５５は各ＡＤＴＣ４５°
における積分信号Ｓ？をＡ／Ｄ変換して、このＡ／Ｄ変
換値をノック時の振動エネルギに相関した！（以下、振
動相関量という）ＫとしてＲＡＭ７２の所定アドレスに
格納する。Therefore, the microcomputer 55 controls each ADTC 45°.
The integral signal S? was A/D converted and this A/D converted value was correlated to the vibration energy at the time of knocking! It is stored as K (hereinafter referred to as vibration correlation amount) at a predetermined address in the RAM 72.

次に、ＭＢＴ制御を行うために必要な燃焼ピーク位置θ
ｐｍａｘ　（燃焼室内圧力が最大となったときのクラン
ク角をいう。以下、同様）を求めるプログラムについて
第９図を参照して説明する。Next, the combustion peak position θ required for MBT control is
A program for determining pmax (referring to the crank angle when the combustion chamber pressure reaches the maximum; the same applies hereinafter) will be described with reference to FIG. 9.

第９図に示すプログラムはクランク角センサ３９からの
位置信号Ｃ３に同期して２°ＣＡ毎に一度実行される。The program shown in FIG. 9 is executed once every 2° CA in synchronization with the position signal C3 from the crank angle sensor 39.

まず、Ｐ、で第１Ｏ図（イ）に示すように変化している
圧力信号Ｓｚ＋（１気筒相当の信号を示す）から高周波
成分をカットした信号Ｓ９（第１０図（ロ）参照）のＡ
／Ｄ変換を開始させるタイミングであるか否かを判別し
、開始タイミングでないときは直ちに図示しないメイン
ルーチンにリターンし、開始タイミングのときはＰ２に
進む。First, A of the signal S9 (see Figure 10 (B)) obtained by cutting the high frequency component from the pressure signal Sz+ (indicating a signal equivalent to one cylinder) changing as shown in Figure 1O (A) at P.
It is determined whether or not it is the timing to start /D conversion. If it is not the start timing, the process immediately returns to the main routine (not shown), and if it is the start timing, the process advances to P2.

ここに、Ｐ＋　の判別処理は具体的には次のようにして
処理される。Specifically, the P+ determination process is performed as follows.

すなわち、Ｉ１０ポート７４はクランク角センサ３９か
らの位置信号Ｃ，（２°信号）（第１０図（ハ）参照）
を内部のカウンタによってアンプカウントしており、こ
のカウンタは第１気筒に対応するパルス幅の広い基準信
号Ｃａから作った図示しない気筒判別信号が入力する毎
にカウント値がリセットされる。そして、このカウンタ
のカウント値をＰ、の実行毎に読み込み、その読込値が
各気筒の燃焼行程のクランク角範囲に対応するカウント
値の各区間Ｏ〜９０．９０〜１８０．１８０〜２７０．
２７０〜３６０毎にθｐｍａｘ検出用として予め定めた
Ｘ。That is, the I10 port 74 receives the position signal C, (2° signal) from the crank angle sensor 39 (see Fig. 10 (c)).
is counted by an internal counter, and the count value of this counter is reset every time a cylinder discrimination signal (not shown) generated from a reference signal Ca with a wide pulse width corresponding to the first cylinder is input. Then, the count value of this counter is read every time P is executed, and the read value corresponds to the crank angle range of the combustion stroke of each cylinder in each section O~90.90~180.180~270.
X predetermined for every 270 to 360 for θpmax detection.

ｘ＋９０、ｘ　＋１８０　、ｘ　＋２７０と一致する毎
に第１のフラグを立てる。第１のフラグは後述するθｐ
ｍａｘが算出された時点でリセットされるようにしてお
いて、この第１のフラグが立っている間のみＰ２に処理
を進めるようにする。The first flag is set every time x+90, x+180, and x+270 match. The first flag is θp, which will be described later.
It is configured to be reset at the time when max is calculated, and the process proceeds to P2 only while this first flag is set.

Ｐ２ではＸ＋９０Ｘｎ　（ｎ＝Ｑ、１．２．３）を基準
としたクランク角を検出するために、クランク角カウン
タ（ソフトカウンタ）をＣ＋１）　　（２”ＣＡに対応
）だけアンプカウントする。次いで、Ｐ３でＩ１０ボー
ト７４のＡ／Ｄ変換器を起動してそのときの圧力信号ｓ
ｑ　　（第８図（ワ）参照）をＡ／Ｄ変換するとともに
、このＡ／Ｄ変換値を例えば数１０μｓｅｃ後に読み込
む。Ｐ４では圧力信号Ｓ、のＡ／Ｄ変換値の前回と今回
における差値ΔＰを次式■に従って演算する。At P2, in order to detect the crank angle based on X+90Xn (n=Q, 1.2.3), the crank angle counter (soft counter) is counted by C+1) (corresponding to 2" CA). Next, Activate the A/D converter of I10 boat 74 at P3 and record the pressure signal s at that time.
q (see FIG. 8(W)) is A/D converted, and this A/D converted value is read, for example, after several tens of microseconds. At P4, the difference value ΔP between the A/D converted value of the pressure signal S between the previous time and this time is calculated according to the following equation (2).

ΔＰ＝ＡＤ　１−ＡＤφ　・・・・・・■但し、ＡＤＩ
：今回のＡ／Ｄ変換値 ＡＤφ：前回のＡ／Ｄ変換値（最初は ψ） 次いで、Ｐ、で差値ΔＰを基準値ΔＰＯと比較する。基
準値ΔＰａは圧力信号Ｓ９の信号レベルが最大になった
と判断するための値であり、予め所定値に設定される。ΔP=AD 1-ADφ ・・・・・・■However, ADI
: Current A/D conversion value ADφ : Previous A/D conversion value (initially ψ) Next, the difference value ΔP is compared with the reference value ΔPO at P. The reference value ΔPa is a value for determining that the signal level of the pressure signal S9 has reached the maximum, and is set to a predetermined value in advance.

ΔＰ≧八Ｐへのときは圧力信号Ｓ、の信号レベルが最大
になっていないと判断し、Ｐｂで今回のＡ／Ｄ変換値Ａ
Ｄｌを田植ＡＤφとしてリターンする。一方、ΔＰ〈Δ
Ｐ０のときは圧力信号Ｓ９の信号レベルが最大になった
と判断し、Ｐ、でそのときのクランク角カウンタのカウ
ント値αと前述のＸとから燃焼ピーク位置θｐｍａｘを
次式■に従って演算する（第１０図（ハ）参照）。When ΔP≧8P, it is determined that the signal level of the pressure signal S is not at the maximum, and the current A/D conversion value A is determined by Pb.
Return Dl as rice planting ADφ. On the other hand, ΔP〈Δ
At P0, it is determined that the signal level of the pressure signal S9 has reached the maximum, and at P, the combustion peak position θpmax is calculated from the count value α of the crank angle counter at that time and the above-mentioned X according to the following formula (2). (See Figure 10 (c)).

θｐｍａｘ＝２　　（ｃｒ＋ｘ）　　７０　−−■なお
、θｐｍａｘは上死点を基準としたクランク角で表され
る。そして、θｐｍａｘの演算が終わると、前述した第
１のフラグをリセットするとともに、クランク角カウン
タのカラントイ直をリセットする。θpmax=2 (cr+x) 70 --■ Note that θpmax is expressed as a crank angle with the top dead center as a reference. When the calculation of θpmax is completed, the first flag described above is reset, and the counter value of the crank angle counter is reset.

次いで、Ｐｓで次回のＡ／Ｄ変換のためＡＤφをゼロに
クリアしてリターンする。Next, at Ps, ADφ is cleared to zero for the next A/D conversion, and the process returns.

以上のような処理を遂次行うことによって燃焼ピーク位
置θｐｍａｘが求められる。The combustion peak position θpmax is determined by sequentially performing the above-described processing.

次に、点火時期制御について第１１図に示すプログラム
を参照して説明する。本プログラムはθｐｍａｘが演算
される毎に一度実行される。Next, ignition timing control will be explained with reference to the program shown in FIG. This program is executed once every time θpmax is calculated.

まず、Ｐｌ＋でエンジン回転数Ｎと吸入空気ｉＱａをパ
ラメータとする第１２図に示すようなテーブルマツプか
ら基本点火時３ｔｌｌＡＤ■φをルックアップする。こ
のテーブルマツプはエンジン回転数Ｎとエンジン負荷（
吸入空気ＭＱａをデータとする他、例えば絞弁開度や吸
気管内圧等の負荷センサ出力に基づくデータでもよい）
の関数として与えてあり、低負荷域では略ＭＢＴの条件
に設定され、高負荷域ではノッキングレベルに応じて設
定される。但し、このテーブルマツプは機関個々のバラ
ツキ、経時変化、環境変化（湿度変化、燃料オクタン変
化等）などを考慮せずに、例えばこれらのバラツキの中
央値でマツチングした値により作成され、後述のＭ　Ｂ
　Ｔ　Ｉｌｌ　ｔ１′Ｉｌによりこれらの変動要因を吸
収してデータとしての精度を維持している。First, at Pl+, basic ignition time 3tllAD■φ is looked up from a table map as shown in FIG. 12 using engine speed N and intake air iQa as parameters. This table map shows engine speed N and engine load (
In addition to using intake air MQa as data, for example, data based on load sensor output such as throttle valve opening or intake pipe internal pressure may also be used)
In the low load range, it is set to approximately MBT conditions, and in the high load range, it is set according to the knocking level. However, this table map is created by matching the median value of these variations, without taking into account individual engine variations, changes over time, environmental changes (humidity changes, fuel octane changes, etc.), etc. B
T Ill t1'Il absorbs these fluctuation factors and maintains the accuracy of the data.

次いで、Ｐ＋２で本ルーチンの実行によりＮＶＭ７３に
学習記憶された点火時期補正量の学習値ＡＤＶｌ（＋、
−の符号付データ）を、上記同様にＮとＱａをパラメー
タとするテーブルマツプからルックアップする。Ｐ＋３
では高周波振動検出回路５３からの積分信号Ｓ７をＡ／
Ｄ変換しノックレベルデータＫＶとして取り込み、Ｐｔ
４でこのＫＶを所定のスライスレベルＫＶφと比較する
。ＫＶφは、例えば極めて軽微で実用上全く問題のない
ノックレベルに対応した値に設定される。ＫＶ＜ＫＶφ
のときはノックが発生していないと判断し、Ｐｔ５で燃
焼ピーク位置θｐｍａｘが発生トルクを最大とする所定
位置にくるように上記学習値ＡＤＶ　１を併用して点火
時期のＭＢＴ制御を行い、Ｐｔ６で点火信号Ｓｐを出力
する。なお、ＭＢＴ制御の詳細については従来周知であ
り、例えば特開昭５８−８２０７４号公報に記載されて
いるのでここでは省略する。Next, at P+2, the learned value ADVl(+,
- signed data) is looked up from the table map with N and Qa as parameters in the same way as above. P+3
Then, the integral signal S7 from the high frequency vibration detection circuit 53 is converted to A/
D-converted and imported as knock level data KV, Pt
In step 4, this KV is compared with a predetermined slice level KVφ. KVφ is set, for example, to a value corresponding to a knock level that is extremely slight and poses no problem in practice. KV<KVφ
When , it is determined that knock is not occurring, and at Pt5, MBT control of the ignition timing is performed in combination with the above learning value ADV 1 so that the combustion peak position θpmax is at a predetermined position that maximizes the generated torque, and at Pt6. The ignition signal Sp is output. The details of MBT control are well known and are described in, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 58-82074, so the details will be omitted here.

一方、ＫＶ≧ＫＶφのときはノックが発生していると判
断し、Ｐｔ７でノックを抑制するように点火時期のノッ
ク制御を行い、ｐＨ＋に進む。以上、本発明が適用され
るシステムの入力信号処理と制御の概略について説明し
た。On the other hand, when KV≧KVφ, it is determined that knocking is occurring, and knock control of the ignition timing is performed to suppress knocking at Pt7, and the process proceeds to pH+. The outline of the input signal processing and control of the system to which the present invention is applied has been described above.

次に、筒内圧信号系の異常判別原理とその態様につき別
表を参照して説明する。Next, the principle and manner of determining abnormality in the cylinder pressure signal system will be explained with reference to the attached table.

筒内圧信号系の異常モードは別表に示すように■〜■の
４種類に区分され、その内容は次の通りである。Abnormal modes of the cylinder pressure signal system are classified into four types (■ to ■) as shown in the attached table, and their contents are as follows.

モード　Ｉ 燃焼ガスが点火栓ネジ孔から筒内圧センサ４１の方へ抜
は出る場合である。この場合、燃焼ガスは点火栓ネジ孔
を減衰しながら通過するため、低周波振動成分の圧力（
ガス抜けによる圧力）が筒内圧センサ４１の圧電素子に
印加される形となって、点火プラグ２５による圧電素子
への力のかかり方に対して逆方向の力が作用することに
なる。そのため、低周波振動成分を相殺することとなっ
て、低周波の筒内圧信号Ｓ、の値が通常より小さくなる
。Mode I This is a case where combustion gas is discharged from the ignition plug screw hole toward the cylinder pressure sensor 41. In this case, the combustion gas passes through the ignition plug screw hole while being attenuated, so the pressure of the low frequency vibration component (
Pressure due to gas release) is applied to the piezoelectric element of the cylinder pressure sensor 41, and a force acts in the opposite direction to the force applied to the piezoelectric element by the spark plug 25. Therefore, the low frequency vibration component is canceled out, and the value of the low frequency cylinder pressure signal S becomes smaller than normal.

一方、上記逆方向の力も点火プラグ２５の圧電素子への
高周波振動成分には影響を与えないため、その大きさは
変わらない。On the other hand, the force in the opposite direction does not affect the high-frequency vibration component applied to the piezoelectric element of the spark plug 25, so its magnitude remains unchanged.

モード　■ 筒内圧信号系（センサ信号系）の電気抵抗が増大したよ
うな場合、例えばセンサ信号線のコネクタ部における接
触抵抗の増大がある場合である。Mode (1) This is a case where the electrical resistance of the cylinder pressure signal system (sensor signal system) increases, for example, when there is an increase in contact resistance at the connector part of the sensor signal line.

チャージアンプ５１の入力部を筒内圧センサ４１の圧電
素子４１Ｘも含めて図示すると、第１３図に示すように
なる。ここに、圧電素子４１Ｘの静電容量をｃｏ、ハー
ネス部の抵抗をＲ８とすると、ｃｏとＲ，で一種のＲＣ
フィルタが構成される。このＲＣフィルタの減衰率ＡＴ
Ｔは次式〇で表される。FIG. 13 shows the input section of the charge amplifier 51 including the piezoelectric element 41X of the cylinder pressure sensor 41. Here, if the capacitance of the piezoelectric element 41X is co and the resistance of the harness part is R8, co and R form a kind of RC.
A filter is configured. Attenuation rate AT of this RC filter
T is expressed by the following formula.

・・・・・・■ したがって、コネクタ部の接触抵抗のために抵抗Ｒ８の
値が増大すると、高周波振動成分はど減衰率ＡＴＴが大
きくなる。そのため、低周波振動は正常であっても、高
周波振動成分が異常に小さくなってノッキングの検出が
困難になる。...■ Therefore, when the value of the resistor R8 increases due to the contact resistance of the connector portion, the attenuation rate ATT of the high frequency vibration component increases. Therefore, even if the low frequency vibration is normal, the high frequency vibration component becomes abnormally small, making it difficult to detect knocking.

モード　■ 失火の場合である。失火すると高周波振動成分が検出さ
れなくなるのは当然であるが、それだけではモード■と
の区別が難しい。一方、失火すると燃焼による筒内圧の
増大がないため、低周波振動波形がＴＤＣを軸として対
称な形となる。したかって、モード■との区別は筒内圧
波形の対称判断によって可能となる。Mode ■ In case of misfire. It is natural that the high frequency vibration component will not be detected if there is a misfire, but it is difficult to distinguish it from mode ① based on that alone. On the other hand, if there is a misfire, there is no increase in cylinder pressure due to combustion, so the low frequency vibration waveform becomes symmetrical with respect to TDC. Therefore, it can be distinguished from mode (2) by determining the symmetry of the in-cylinder pressure waveform.

モード　■ 筒内圧信号系のオーブン又はショートの場合である。し
たがって、高周波振動成分も低周波振動成分も出なくな
る。Mode ■ This is a case of oven or short circuit in the cylinder pressure signal system. Therefore, neither high frequency vibration components nor low frequency vibration components are produced.

なお、別表には上記各モード■〜■の場合の整備点検内
容および修理内容も併せて示す。The attached table also shows the maintenance inspection details and repair details for each of the above modes (■ to ■).

次に、上記原理に基づく低周波振動成分の異常判別につ
いて第１４図に示すプログラムを参照して説明する。本
プログラムはクランク角センサ３９からの信号Ｃ３に同
期して２°ＣＡ毎に一度実行される。Next, abnormality determination of low frequency vibration components based on the above principle will be explained with reference to the program shown in FIG. 14. This program is executed once every 2° CA in synchronization with the signal C3 from the crank angle sensor 39.

本プログラムでは低周波信号Ｓ、を処理するため、前述
の第９図に示したルーチンと同一処理を行うステップを
包含しながらフローが流れる。したがって、以下の説明
中、第９図のものと同一処理内容のステップには○印で
囲む同一番号を付して、その処理説明を省略する。Since this program processes the low frequency signal S, the flow includes steps that perform the same processing as the routine shown in FIG. 9 described above. Therefore, in the following explanation, the steps having the same processing contents as those in FIG. 9 are given the same numbers surrounded by circles, and the explanation of the processing will be omitted.

Ｐ、〜Ｐ３を経ると、Ｐｔｌ〜Ｐ３゜からなるステツブ
で筒内圧の低周波波形を等間隔に分析する処理を行う。After passing through P and -P3, processing is performed to analyze the low frequency waveform of the cylinder pressure at equal intervals in a step consisting of Ptl - P3°.

すなわち、ｐｚ＋〜Ｐｕｓの各ステップでクランク角カ
ウンタのカウント値ＣＴが第１５図に示すように、ＴＤ
Ｃを中心として等間隔に設定されたそれぞれのクランク
角ＣＡＬ〜ＣＡ５と等しいか否かを判別する。判別の結
果、ＹＥＳ命令に従うときはｐｚ６〜Ｐ、。の各ステッ
プでそれぞれ該当するクランク角ＣＡＩ〜ＣＡ５におけ
る筒内圧（圧力信号Ｓ、）のＡ／Ｄ変換値をＰＡ、〜Ｐ
Ａ、としてＲＡＭ７２にストアする。That is, at each step from pz+ to Pus, the count value CT of the crank angle counter becomes TD as shown in FIG.
It is determined whether the crank angles are equal to each of the crank angles CAL to CA5 set at equal intervals with C as the center. As a result of the determination, if the YES command is followed, pz6 to P. In each step, the A/D conversion value of the cylinder pressure (pressure signal S,) at the corresponding crank angle CAI to CA5 is expressed as PA, ~P.
A, and store it in the RAM 72.

次いで、Ｐ４〜Ｐ、のステップ処理に移行する。Next, the process moves to steps P4 to P.

Ｐ、でΔＰくΔＰ０のときは圧力信号Ｓ９のレベルが最
大になったと判断して、Ｐ３＋でフラグＦＰＭＡＸが立
っているか否かを判別する。フラグＦＰＭＡＸは燃焼ピ
ーク位置θｐｍａｘの演算が終了したとき立てられるも
のである。ＦＰＭＡＸ＝０のときはＰ７でθｐ＋ｍａｘ
を演算するとともに、Ｐ３２でフラグＦＰＭＡＸを立て
てリターンする。また、ＦＰＭＡＸ＝１のときは既にθ
ｐｍａｘが求められているため、Ｐ３３でθｐｍａｘを
求めるためにクランク角をカウントしているカウンタ（
以下、θ２カウンタという）のカウント値θＴをＴＤＣ
後の前記所定クランク角ＣＡ５と比較する。このような
比較を行うのは、θｐｍａｘの演算後もクランク角がＣ
Ａ５になる迄２°毎のＡ／Ｄ変換処理を継続して第１の
フラグＦＧＩをクリアするためである。θＴ＞ＣＡ５の
ときはＰ’＋４でカウント値θＴがＣＡ５以上であるか
否かを判別する。θＴ≧ＣＡ５のときはＰ３．で第１の
フラグＦＧＩをクリアしてリターンする。また、Ｐ３３
、Ｐ３４でθＴ＜ＣＡ５のときはそのままリターンする
。When P is ΔP and ΔP0, it is determined that the level of the pressure signal S9 has reached the maximum, and it is determined at P3+ whether the flag FPMAX is set. The flag FPMAX is set when the calculation of the combustion peak position θpmax is completed. When FPMAX=0, θp+max at P7
At the same time, the flag FPMAX is set in P32 and the process returns. Also, when FPMAX=1, it is already θ
Since pmax has been calculated, the counter (
Hereinafter, the count value θT of the θ2 counter) is TDC
Compare with the later predetermined crank angle CA5. This comparison is performed because the crank angle is C even after calculating θpmax.
This is to clear the first flag FGI by continuing the A/D conversion process every 2 degrees until A5 is reached. When θT>CA5, it is determined by P'+4 whether the count value θT is greater than or equal to CA5. When θT≧CA5, P3. Clears the first flag FGI and returns. Also, P33
, P34, if θT<CA5, the process directly returns.

また、上記ステップＰ５からＰ、へと進んだときは、圧
力信号Ｓ、のレベルが最大になっていないと判断される
ため、Ｐ３６でフラグＦＰＭＡＸをクリアしてリターン
する。Further, when proceeding from step P5 to step P, it is determined that the level of the pressure signal S is not at the maximum level, so the flag FPMAX is cleared in step P36 and the process returns.

一方、上記ステップＰ、でＡ／Ｄ変換の開始タイミング
でないと判断したときは、ｐ３を以降のステップに分岐
して低周波振動成分の異常判別を行う。On the other hand, when it is determined in step P that it is not the timing to start A/D conversion, step p3 is branched to the subsequent steps and abnormality determination of the low frequency vibration component is performed.

まず、Ｐ３？でＴＤＣにおける筒内圧のＡ／Ｄ変換値Ｐ
Ａｓを異常判別のための基準値Ｐ　ＴＤＣと比較する。First, P3? The A/D conversion value P of the cylinder pressure at TDC is
As is compared with a reference value PTDC for abnormality determination.

ここに、Ｐ　ＴＤＣは吸入空気量Ｑａと回転数Ｎをパラ
メータとして（すなわち、Ｐｔｏｃ＝ｒｕｌｌｃ　　（
Ｑａ、　Ｎ）なる関数形式で表わされる）、バンクグラ
ンドジョブ（ＢＧＪ）によりテーブルルックアップされ
るもので、正常時におけるＴＤＣのときの筒内圧である
。Here, P TDC is calculated using the intake air amount Qa and the rotation speed N as parameters (that is, Ptoc=rullc (
Qa, N)) is looked up in a table using bank ground job (BGJ), and is the in-cylinder pressure at TDC under normal conditions.

ＰＡｘ＜Ｐｔｎｃのときは前述の異常モード■、■に該
当すると判断し、Ｐ３ｇで異常フラグＦＬＯＷを立てる
とともに、これをＮＶＭ７３にストアしてリターンする
。また、Ｐ　Ａ　’ｓ≧ＰＴＤＣのときは圧力信号Ｓ、
は正常であるが、失火の場合も想定されるのでＰ３．以
降のステップでこれを判定する。When PAx<Ptnc, it is determined that the above-mentioned abnormality modes (1) and (3) apply, and the abnormality flag FLOW is set at P3g, and this is stored in the NVM 73 and the process returns. Also, when P A 's≧PTDC, the pressure signal S,
is normal, but a misfire is also assumed, so P3. This will be determined in the subsequent steps.

すなわち、Ｐ３９で異常フラグＦＬＯＷをクリアし、Ｐ
４゜で対称差値ΔＰ、を次式■に従って演算する。That is, the abnormality flag FLOW is cleared in P39, and P
A symmetrical difference value ΔP at 4° is calculated according to the following equation (2).

ΔＰｒ　＝　（ＰＡｓ　　ＰＡ＋　） ＋　（Ｐ　Ａｓ　　Ｐ　Ａｔ　）・・・・・・■対称差
値ΔＰ、はＴＤＣに関して対称的な２組のクランク角に
おける筒内圧の差を表しており、失火時には筒内圧が単
なるモータリング波形となるので、ゼロに近い値となる
。ΔPr = (PAsPA+) + (PAsPAt)...■The symmetrical difference value ΔP represents the difference in cylinder pressure at two sets of crank angles that are symmetrical with respect to TDC, and in the event of a misfire, the cylinder pressure Since it is just a motoring waveform, it has a value close to zero.

そこで、ＰＡ１で対称差値ΔＰ、を上記ゼロに近い基準
値ΔＰｆＯと比較し、ΔＰｆ≧ΔＰ、。のときは正常燃
焼と判断してＰ４□で失火フラグＦＭＩＳＳをクリアし
てリターンする。また、ΔＰｔ＜Δｐｅａのときは失火
と判断してＰ４３で失火フラグＦＭｉｓｓを立てるとと
もに、これをＮＶＭ７３にストアしてリターンする。な
お、低負荷のときは圧力（Ｋ　号Ｓ　ｑのレベルが失火
時のレベルに近づくので、上記基準値ΔＰ、。の値はバ
ンクグランドジョブで予めゼロに設定される。Therefore, at PA1, the symmetrical difference value ΔP is compared with the reference value ΔPfO, which is close to zero, and ΔPf≧ΔP. If so, it is determined that combustion is normal, clears the misfire flag FMISS in P4□, and returns. If ΔPt<Δpea, it is determined that a misfire has occurred, and a misfire flag FMiss is set in P43, which is stored in the NVM 73 and the process returns. Note that when the load is low, the level of the pressure (K S q) approaches the level at the time of misfire, so the value of the reference value ΔP is set to zero in advance by the bank ground job.

次に、高周波振動成分の異常判定方法について説明する
。Next, a method for determining abnormality of high frequency vibration components will be explained.

ノッキングの検出原理で述べたように、上死点後の整流
積分値Ｓ７から導かれる振動相関ｆｆ１ＫとＫの平均値
にとの差ＫＶ　（ＫＶ＝に−Ｋｌ　、但し、π、は非ノ
ツク時におけるＫの平均値）はノンキングレベルを表す
パラメータとなる。しかし、Ｋそのものでは高周波振動
の異常判定に困難を伴うことがある。例えば、高周波振
動が異常である場合、一般的にＫの値が小さくなる傾向
を示す。このとき、仮りにセンサの人力信号系がオープ
ンであれば電気ノイズのみが積分されることとなり、Ｋ
の絶対値では異状判定が難しい。As mentioned in the knocking detection principle, the difference between the vibration correlation ff1K derived from the rectified integral value S7 after top dead center and the average value of K is KV (KV = −Kl, where π is the difference when no knock occurs) (average value of K) is a parameter representing the non-king level. However, with K itself, it may be difficult to determine abnormality of high-frequency vibration. For example, when high frequency vibration is abnormal, the value of K generally tends to become smaller. At this time, if the sensor's human input signal system is open, only electrical noise will be integrated, and K
It is difficult to determine abnormality based on the absolute value of .

そこで、Ｋの変化率を表す分散値σ（Ｋ）を次式〇に従
って求め、 σ（Ｋ）＝　（Ｋ＋Ｋ）”　　・・・・・・■この分散
値σ（Ｋ）に基づいて異状判定を行う。Therefore, the variance value σ(K), which represents the rate of change of K, is calculated according to the following formula 〇, and σ(K)=(K+K)''...■ Based on this variance value σ(K), abnormality judgment is made. conduct.

なお、σ（Ｋ）は単純に（Ｋ−π）２とするのではなく
、（Ｋ−π）２の移動平均をとるようにする。そして、
（Ｋ−π）２の小さい状態が４１Ｅすると、σ（Ｋ）は
小さくなり続けてセンサの入力信号系がオープンである
ときの（Ｋ−π）２に近づく。したがって、σ（Ｋ）は
小さいという状態が長く続いたとき高周波振動の異状と
判定する。Note that σ(K) is not simply set as (K-π)2, but is taken as a moving average of (K-π)2. and,
When the state where (K-π)2 is small reaches 41E, σ(K) continues to decrease and approaches (K-π)2 when the input signal system of the sensor is open. Therefore, when σ(K) remains small for a long time, it is determined that there is an abnormality in high frequency vibration.

これは、正常な場合でもノッキング現象が確率的に発生
するので、（Ｋ−Ｋ）”の絶対値のみでは異状判定が難
しいということを考慮したためである。This is because the knocking phenomenon occurs stochastically even in normal conditions, so it is difficult to determine abnormality based only on the absolute value of (K-K)''.

次に、高周波振動成分の異状判定を第１６図に示すプロ
グラムを参照して説明する。本プログラムは前記セット
／リセット信号ＳＳＮが（Ｌ）レベルとなる積分終了タ
イミング（第８図（チ）ｔｚ参照）の２°ＣＡ前の割込
みによって実行される。Next, abnormality determination of high frequency vibration components will be explained with reference to the program shown in FIG. 16. This program is executed by an interrupt 2° CA before the integration end timing when the set/reset signal SSN becomes (L) level (see tz in FIG. 8).

まず、ＰＳＩで積分信号Ｓ、をＡ／Ｄ変換し、これを振
動相関ｆｉＫとしてＲＡＭ７２にストアする。First, the integral signal S is A/D converted using PSI and stored in the RAM 72 as a vibration correlation fiK.

ＰＳＥでは振動相関量にの平均値（移動平均値）πを次
式■に従って演算する。In PSE, the average value (moving average value) π of the oscillatory correlation amount is calculated according to the following equation (2).

■ ＋□（今回のＫ）　・・・・・・。■ +□ (K this time)...

但し、ｎは定数であり、ｎ＝１６程度 次いで、Ｐ５３で今回の（Ｋ−π）２を演算し、ＰＳＩ
で前回の分散値σ′　（Ｋ）と今回の（Ｋ−Ｋ）２を比
較する。σ′　（Ｋ）≧（Ｋ−π）ｔのときは高周波振
動が小さくなっており異常の可能性もあると判断して、
ＰＳ５で今回のσ（Ｋ）を次式■に従って演算し、いわ
ゆる（Ｋ−π）２の移動平均値を求める。However, n is a constant, and about n=16. Then, in P53, calculate the current (K-π)2, and calculate the PSI
The previous variance value σ' (K) is compared with the current value (K-K)2. When σ′ (K)≧(K−π)t, it is determined that the high frequency vibration is small and there is a possibility of an abnormality.
The PS5 calculates the current σ(K) according to the following equation (2) to obtain the so-called moving average value of (K-π)2.

但し、ｍは定数であり、ｎ＝１６程度 一方、σ′　（Ｋ）＜　（Ｋ−π）２のときは高周波振
動が正常であると判断して、ＰＳｂで今回のσ（Ｋ）と
して（Ｋ−Ｋ）２を採用する。ＰＩ？では分散値のスラ
イスレベルσ。を回転数Ｎをパラメータとして（すなわ
ち、σ。＝　ｆｕ、、ｃ　（Ｎ））ルックアンプし、ｐ
ｓｓで今回の分散値σ（Ｋ）をスライスレベルσ。と比
較する。σ（Ｋ）≦σ。のときはＰＳ９でフラグＦＣＡ
ＵＴを立てる。フラグＦＣＡＵＴは異常の可能性がある
ので注意を要するという意味のものである。そして、こ
のフラグＦＣＡＵＴがセントされた状態がどの程度継続
するかによって、実際に高周波振動が異常であるとの判
定を下す。この継続時間はエンジンの運転領域によって
異なり、本実施例ではこれを第１７図に示すように基本
噴射量Ｔｐと回転数Ｎに応じて２つの領域Ｉ、■に区分
している。また、この継続時間は点火回数の大きさで判
断する。However, m is a constant, and about n = 16. On the other hand, when σ' (K) < (K - π)2, it is judged that the high frequency vibration is normal, and the current σ (K) in PSb is ( K-K)2 is adopted. PI? Then, the slice level σ of the variance value. with the rotation speed N as a parameter (i.e., σ.=fu,,c(N)), and p
Set the current variance value σ(K) to the slice level σ in ss. Compare with. σ(K)≦σ. When , flag FCA on PS9
Set up UT. The flag FCAUT indicates that there is a possibility of an abnormality and that caution is required. Then, depending on how long the flag FCAUT remains set, it is determined that the high frequency vibration is actually abnormal. This duration differs depending on the operating range of the engine, and in this embodiment, it is divided into two ranges I and (2) according to the basic injection amount Tp and the rotational speed N, as shown in FIG. Further, this duration is determined based on the number of ignitions.

フラグＦＣＡＵＴがセットされると、まず、Ｐ６゜で領
域Ｉの条件下においてＦＣＡＵＴ＝１という状Ｂ（以下
、ＣＡＵＴ　Ｉ　ＯＮ状態という）が連続して２５５点
火以上連続したか否かを判別する。When the flag FCAUT is set, first, at P6°, it is determined whether state B of FCAUT=1 (hereinafter referred to as the CAUT I ON state) has continued for 255 or more consecutive ignitions under the conditions of region I.

２５５点火以上連続しているときは前述した判定原理か
ら高周波振動の異常を判断し、Ｐ６１で異常フラグＦＨ
ＩＧＨを立てるとともに、同フラグＦＨＩＧＨのｂｉｔ
−１を〔１〕としてリターンする。If 255 or more ignitions occur consecutively, a high frequency vibration abnormality is determined based on the judgment principle described above, and an abnormality flag FH is set in P61.
At the same time as setting IGH, the same flag FHIGH bit
-1 is returned as [1].

また、２５５点火連続していないときはＰ６□に進み、
Ｐ６□で領域■の条件下においてＣＡＵＴ　Ｉ　ＯＮ状
態が連続して２０点火以上連続したか否かを判別する。Also, if 255 ignitions are not consecutive, proceed to P6□.
At P6□, it is determined whether or not the CAUT I ON state continues for 20 or more ignitions under the condition of area ■.

２０点火以上連続しているときはＰ６：ｌで異常フラグ
ＦＨＩＧＨを立てるとともに、同フラグＦＨｒＧＨのｂ
ｉｔ　　Ｏを（１）としてリターンし、連続していない
ときはＰ６４に進む。Ｐ６４では領域■の条件下におい
て２０点火以上経過したがＣＡＵＴｌ○Ｎ状態が連続で
はないとしても一応継続しているか否かを判別し、ＣＡ
ＵＴ　Ｉ　ＯＮ状態が途切れながらも継続しているとき
はＰｕｓで異常フラグＦＨＩＧＨを立てるとともに、同
フラグＦＨＩＧ　Ｈのｂｉｔ　−０およびｂｉｔ−１を
共に（１）としてリターンする。また、ＣＡＵＴＩ　Ｏ
Ｎ状態が継続していないときはＰｂ０で異常フラグＦＨ
ＩＧＨをリセットするとともに、同フラグＦＨＩＧＨの
ｂｉｔ　　Ｏおよびｂｉｔ　−１を共にクリアしてリタ
ーンする。これにより、異常フラグＦＨＩＧＨがセント
されたとき、そのｂｉｔはその異常態様に応じてそれぞ
れ次のようになる。When there are 20 or more ignitions in a row, the abnormality flag FHIGH is set at P6:l, and the b of the same flag FHrGH is set.
Return with it O as (1), and if they are not consecutive, proceed to P64. In P64, although 20 or more ignitions have elapsed under the conditions of area ■, it is determined whether the CAUTl○N state continues, even if it is not continuous, and CA
When the UT I ON state is interrupted but continues, the abnormality flag FHIGH is set by the push of a button, and both bits -0 and bit-1 of the flag FHIGH are set to (1) and the process returns. Also, CAUTIO
If the N state does not continue, the abnormal flag is set to Pb0, FH.
IGH is reset, bit O and bit -1 of the flag FHIGH are both cleared, and the process returns. As a result, when the abnormality flag FHIGH is set, the bits become as follows depending on the abnormality mode.

そして、上記異常の態様はＮ　Ｖ　Ｍ７３に記憶され、
故障診断に利用される。Then, the mode of the above abnormality is stored in N V M73,
Used for fault diagnosis.

一方、上記ステップＰＳ１１でσ（Ｋ）〉σ０のときは
異常の可能性が薄いと判断してＰ６４にジャンプする。On the other hand, if σ(K)>σ0 in step PS11, it is determined that there is little possibility of an abnormality, and the process jumps to P64.

このようにして、高周波振動の異常の有無が適切に判定
される。In this way, the presence or absence of abnormality in high frequency vibration is appropriately determined.

次に、異常モードの態様判定を第１８図に示すプログラ
ムを参照して説明する。Next, determination of the abnormal mode will be explained with reference to the program shown in FIG.

まず、ＰＨ１で異常フラグＦＨＩ　Ｇ）（のｂｉｔを判
ラグＦＬＯＷを判別し、ＦＬＯＷ＝１のときはＰ７、で
モードＩを表示する。また、ＦＬＯＷ＝ＯのときはＰＨ
４でモード■〜■の表示を解除する。First, PH1 is used to determine the bit of the abnormal flag FHI G) (lag FLOW is determined, and when FLOW=1, mode I is displayed at P7. Also, when FLOW=O, PH
4 to cancel the display of modes ■～■.

はＰ？Ｓで同様に異常フラグＦＬＯＷを判別し、ＦＬＯ
Ｗ＝１のときはＰＶＡでモード■を表示する。Is it P? Similarly, determine the abnormality flag FLOW using S, and
When W=1, mode ■ is displayed on PVA.

また、ＦＬＯＷ＝０のときはＰ７７で失火フラグＦＭｉ
ｓｓを判別する。ＦＭＩＳＳ＝１のときはＰ７、でモー
ド■を表示するとともに、外部の警報器（例えば、警報
ランプあるいは警報ブザ等）に所定の失火警報信号を出
力して運転者に失火を告知する。これにより、運転者は
別表に示したような適切な処理をとることができ、運転
性の悪化を防止することができる。さらに、ＦＭＩＳＳ
＝ＯのときはＰｉｌｌでモード■を表示する。Also, when FLOW=0, the misfire flag FMi is set in P77.
Determine ss. When FMISS=1, mode (2) is displayed at P7, and a predetermined misfire alarm signal is output to an external alarm (for example, an alarm lamp or an alarm buzzer) to notify the driver of the misfire. This allows the driver to take appropriate actions as shown in the attached table, and prevents deterioration in drivability. Furthermore, FMISS
When =O, mode ■ is displayed with Pill.

このように、前述の別表に示した異常判定原理から各フ
ラグＦＨＩＧＨ，ＦＬＯＷ、、ＦＭＩＳＳを適切に判別
してモードＩ〜■の各異常状態が的確に判定される。な
お、本プログラムはバックグランドジョブによって処理
するようにしてもよい。In this way, each of the flags FHIGH, FLOW, FMISS is appropriately determined based on the abnormality determination principle shown in the above-mentioned appended table, and each abnormal state of Modes I to ■ is accurately determined. Note that this program may be processed by a background job.

以上の各プログラムによりエンジンの燃焼状態が常に適
切に監視される。したがって、例えば、従来例で指摘し
たようなエンジンの失火という事態に対しても、直ちに
その異常がモード■をもって表示されるとともに、この
異常状態に対して詳細を後述するように点火時期制御へ
の悪影響が回避される。また、モード■による異常判定
により、上述のような失火の判断のみならず、第２抽出
手段の機能を異常であるという判断も行うことができる
。その結果、燃焼監視情報としての信顧性を高めること
ができ、かかる情報を用いた燃焼制御の悪化を防止する
ことができる。The combustion state of the engine is constantly and appropriately monitored by each of the above programs. Therefore, for example, even in the event of an engine misfire as pointed out in the conventional example, the abnormality is immediately displayed in mode ■, and the ignition timing control is activated in response to this abnormal condition, as detailed later. Negative effects are avoided. Further, by abnormality determination in mode (2), it is possible to not only determine a misfire as described above, but also determine that the function of the second extracting means is abnormal. As a result, the reliability of the combustion monitoring information can be increased, and combustion control using such information can be prevented from deteriorating.

また、本実施例ではモード■の異常判定の他に、モード
■、■、■の各異常状態をも適切に判定することができ
る。Furthermore, in this embodiment, in addition to the abnormality determination in mode (2), it is also possible to appropriately determine each of the abnormal states in modes (2), (2), and (2).

次に、上述の燃焼監視情報に基づく点火時期制御につい
て第１９図に示すプログラムを参照して説明する。Next, ignition timing control based on the above combustion monitoring information will be explained with reference to the program shown in FIG. 19.

最初に点火時期制御を行うにあたっての基本的な考え方
を次に示す。First, the basic concept behind ignition timing control is shown below.

（Ａ）ＭＢＴ制御は、検出したθｐｍａｘが次回に所定
の範囲内となるように点火時期を制御する。(A) MBT control controls the ignition timing so that the detected θpmax is within a predetermined range next time.

（Ｂ）ノッキング制御は、ノッキングと判定されれば点
火時期を所定速度で遅角させ、非ノツクと判定されれば
進角させる。(B) Knocking control retards the ignition timing at a predetermined speed if knocking is determined, and advances the ignition timing if non-knocking is determined.

（Ｃ）異常モードＩのときは、ＭＢＴ制御を停止し、予
め定められたヘーステーブルの点火時期を与える。なお
、ノッキング制御は正常時と同様に行う。(C) When in abnormal mode I, the MBT control is stopped and a predetermined ignition timing of the Hasstable is provided. Note that knocking control is performed in the same way as in normal conditions.

（Ｄ）異常モードＨのときは、ＭＢＴ制御は正常通りに
行うが、ノンキング制御を停止する。(D) In abnormal mode H, MBT control is performed normally, but non-king control is stopped.

そして、ノッキングが発生しやすい予め決められた領域
で予め定められたテーブルデータに従って点火時期を制
御する。Then, the ignition timing is controlled according to predetermined table data in a predetermined region where knocking is likely to occur.

（Ｅ）異常モード■および■のときは、ＭＢＴ制御およ
びノッキング制御を共に停止し、予め定められたテーブ
ルデータに従って点火時期を制御する。(E) In abnormal modes ■ and ■, both MBT control and knocking control are stopped, and the ignition timing is controlled according to predetermined table data.

上記の基本的な考えの基に第１９図に示すプログラムが
実行される。本プログラムでは入力信号処理と制御の概
略を示した第１１図のルーチンと同一処理を行うステッ
プを包含しながらフローが流れる。したがって、以下の
説明中、第１１図のものと同一処理内容のステップは○
印で囲む同一番号を付して、その処理説明を省略する。The program shown in FIG. 19 is executed based on the above basic idea. The flow of this program includes steps that perform the same processing as the routine shown in FIG. 11, which outlines input signal processing and control. Therefore, in the following explanation, the steps with the same processing content as those in Figure 11 are
The same numbers surrounded by marks are given, and the explanation of the processing will be omitted.

ｐＨを経ると、Ｐａ□でモード■、■であるか否かを判
別する。モードｍ、■であるときはノンキング振動に関
する情報が得られないと判断して、Ｐ８□でノッキング
が発生しやすい領域における点火時期のリタード（遅角
’）ｉｌＤＡＤＶφをテーブルルックアンプし、ＰＩ１
３で次式〇に従って最終的な点火時期ＡＤＶを演算して
ＰＩ３に進む。After passing through the pH, it is determined by Pa□ whether the mode is ■ or ■. When the modes are m and ■, it is determined that information regarding non-king vibration cannot be obtained, and the ignition timing retard (retard angle') ilDADVφ in the region where knocking is likely to occur is table-amplified in P8□, and PI1
In step 3, the final ignition timing ADV is calculated according to the following equation 〇, and the process proceeds to PI3.

ＡＤＶ＝ＡＤＶ）−ＤＡＤＶφ　・−・・・・■なお、
リタード量ＤＡＤＶφはＤＡＤＶφ＝ｆｕｎｃ　　（Ｔ
ｐ、　Ｎ）で与えられる。したがって、モード■、■の
ときはＭＢＴ制御およびノッキング制御も共に停止され
て、テーブルデータのみに基づいて点火時期が制御され
ることとなり、燃焼監視情報の質の低下に伴う燃焼悪化
を防ぐことができる。ADV=ADV)−DADVφ ・−・・・・■In addition,
The retard amount DADVφ is DADVφ=func (T
p, N). Therefore, in modes ■ and ■, both MBT control and knocking control are stopped, and ignition timing is controlled based only on table data, making it possible to prevent combustion deterioration due to deterioration in the quality of combustion monitoring information. can.

一方、ＦＢ１でモード■、■でないときはＰｌ□、ＰＩ
３を経てＦＢ４に進む。Ｐ　１４でＫＶ＞ＫＶφのとき
はＦＢ４でモード■であるが否かを判別する。モードＩ
のときはｐｉｓで最終点火時期ＡＤＶを基本点火時期Ａ
ＤＶφと置いてＰいに進む。したがって、モードＩのと
きはＭＢＴ制御が停止される。On the other hand, if FB1 is not in mode ■ or ■, Pl□, PI
Proceed to FB4 through 3. When KV>KVφ in P14, it is determined in FB4 whether the mode is ■ or not. Mode I
When , change the final ignition timing ADV to basic ignition timing A using pis.
Leave DVφ and proceed to P. Therefore, in mode I, MBT control is stopped.

また、モード■でないときはＰｕｂでモード■であるか
否かを判別する。モード■のときはＰ、□にジャンプし
てモード■、■の状態と同様の点火時期制御を実行する
。モード■でないとき、すなわち、モード１〜■の何れ
にも該当しないときはＰＲ’Ｊ以降のＭＢＴ制御に移行
する。When the mode is not ■, it is determined by Pub whether the mode is ■. When in mode ■, jumps to P and □ and performs ignition timing control similar to that in modes ■ and ■. When the mode is not ■, that is, when it does not correspond to any of modes 1 to ■, the process shifts to MBT control after PR'J.

ｐａｔでは今回の燃焼ピーク位置θｐｍａｘが所定値θ
Ｍ１と０Ｍ２の間にあるか否かを判別する。θｐｍａｘ
〈θ、のときは点火時期を進角しすぎであると判断して
、ｐａ８でＭＢＴ制御のフィードバック補正ｉＦＢを所
定量すだけ小さくする（ＦＢ　４−ＦＢ〜ｂとする）。pat, the current combustion peak position θpmax is the predetermined value θ
It is determined whether it is between M1 and 0M2. θpmax
When <θ, it is determined that the ignition timing is advanced too much, and in pa8, the feedback correction iFB of the MBT control is decreased by a predetermined amount (FB 4-FB~b).

θ、くθｐｍａｘのときは遅角しすぎであると判断して
、ｐａｑでフラグＦＣＡＵＴを判別する。そして、ＦＣ
ＡＵＴ＝０のときのみＰ９゜でフィードバック補正ｉＦ
Ｂを所定量ａだけ太き（する（ＦＢ＝ＦＢ＋ａとする）
　、ＦＣＡＵＴ＝１のときにＰＩ３で次式■に従って最
終点火時期ＡＤＶを演算した後、ＰＩ３に進む。When θ and θpmax, it is determined that the angle is too retarded, and the flag FCAUT is determined based on paq. And F.C.
Feedback correction iF with P9° only when AUT=0
Thicken B by a predetermined amount a (set FB=FB+a)
, when FCAUT=1, PI3 calculates the final ignition timing ADV according to the following equation (2), and then proceeds to PI3.

ＡＤＶ＝ＡＤＶφ＋ＡＤＶ　Ｌ　十ＦＢ　　・・・・・
・■一方、ＦＢ７でθ□≦θρｍａｘ≦θイ２のときは
点火時期の補正程度が良好であると判断して、Ｐ９Ｚで
学習テーブルをフィードバック補正ｉＦＢの値で書き換
えるとともに、Ｐ９ｆｆで該補正量ＦＢをＦＢ＝０とし
てＰＩ３に進む。このように、ＰＩＮ〜Ｐ９３の各ステ
ップ処理によりいわゆるＭＢＴ制御が実行される。この
場合、モードＩ〜■の状態が除外されて燃焼監視情報が
高品質であるため、ＭＢＴ制御の実効を図りエンジンの
運転性を格段と向上させることができる。ADV=ADVφ+ADV L 10FB...
・■On the other hand, when θ□≦θρmax≦θa2 in FB7, it is judged that the degree of correction of ignition timing is good, and the learning table is rewritten with the value of feedback correction iFB in P9Z, and the correction amount is determined in P9ff. Set FB to FB=0 and proceed to PI3. In this way, so-called MBT control is executed by each step process from PIN to P93. In this case, since the states of modes I to ■ are excluded and the combustion monitoring information is of high quality, it is possible to achieve effective MBT control and significantly improve engine drivability.

一方、上記各ステップＰＩ４でＫＶ≧ＫＶφのときはノ
ックが発生していると判断されるので、Ｐ、４でフィー
ドバック補正１ｔＦＢを所定ｉ１ｃだけ小さくして点火
時期を遅角補正しノッキング抑制処理を実行する。次い
で、ｐｑｓで学習条件であるが否かを判別する。ここに
、学習条件は、例えば過渡状態でないとき等エンジンの
運転状態が急変せずテーブルデータの学習を行うのに適
したとき成立する。学習条件でないときはそのままＰＩ
３に進み、学習条件であるときはＰ９６で学習テーブル
のデータ（ＡＤＶＩ）を書き換えた後、ＰＩ３でフィー
ドバンク補正ＩＦＢをＦＢ＝ＯとしてＰＩ３に進む。On the other hand, if KV≧KVφ in each step PI4, it is determined that knocking has occurred, so in P, 4, the feedback correction 1tFB is reduced by a predetermined amount i1c, the ignition timing is retarded, and the knocking suppression process is performed. Execute. Next, it is determined whether the learning condition is met using pqs. Here, the learning condition is established when the operating state of the engine does not suddenly change, such as when the engine is not in a transient state, and is suitable for learning the table data. If it is not a learning condition, leave it as PI.
3, and if the learning condition is met, the learning table data (ADVI) is rewritten in P96, and then the feed bank correction IFB is set to FB=O in PI3, and the process proceeds to PI3.

なお、上述した各モードＩ〜■の判定と点火時期制御を
何れも気筒別に実行、処理される。したかって、整備点
検や修理内容も気筒別に行うことができ、整備性を著し
く向上させることができる。Note that the determination and ignition timing control of each of the modes I to (2) described above are executed and processed for each cylinder. Therefore, maintenance inspection and repair details can be performed for each cylinder, and maintainability can be significantly improved.

（効　果） 本発明によれば、燃焼状態を監視しつつ筒内圧信号の低
周波振動成分および高周波振動成分の分析からその正常
／異常を判別してエンジンの失火を適切に判定すること
ができ、燃焼状態の監視精度を高めて、燃焼監視情報と
しての信頼性を向上させることができる。(Effects) According to the present invention, engine misfire can be appropriately determined by monitoring the combustion state and determining whether it is normal or abnormal by analyzing the low frequency vibration component and high frequency vibration component of the in-cylinder pressure signal. , it is possible to improve the accuracy of monitoring the combustion state and improve the reliability of combustion monitoring information.

その結果、エンジンの燃焼制御に本装置を適用した場合
、上記異常に基づく燃焼状態の悪化を適切に回避するこ
とができる。As a result, when this device is applied to combustion control of an engine, deterioration of the combustion state due to the above abnormality can be appropriately avoided.

また、上記実施例にあっては、モード■以外にモード■
、■、■の各異常状態も適切に判定することができ、燃
焼監視情報としての信頼性をより一層向上させることが
できる。In addition, in the above embodiment, in addition to mode ■, mode ■
, ■, and ■ can also be appropriately determined, and the reliability of combustion monitoring information can be further improved.

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

第１図は本発明の基本概念図、第２〜１９図は本発明の
一実施例を示す図であり、第２図はその全体構成図、第
３図はそのコントロールユニットを含む要部のブロック
構成図、第４図はそのチャージアンプの回路図、第５図
はその高周波振動検出回路の詳細なブロック構成図、第
６図はその増幅回路６１、整流回路６２および積分器６
３の回路図、第７図はその低周波振動検出回路の詳細な
ブロック構成図、第８図はその作用を説明するためのタ
イムチャート、第９図はそのθｐｍａｘ検出のプログラ
ムを示すフローチャート、第１０図はその信号処理波形
を示す波形図、第１１図はその点火時期制御の概略を示
すフローチャート、第１２図はその基本点火時期の特性
を示す図、第１３図はその筒内圧信号の入力系の等価回
路を示す図、第１４図はその低周波振動成分の異常判定
プログラムを示すフローチャート、第１５図はその波形
処理の方法を示す波形図、第１６図はその高周波振動成
分の異常判定プログラムを示すフローチャート、第１７
図はそのエンジンの運転領域を示す図、第１８図はその
異常モードの態様判定のプログラムを示すフローチャー
ト、第１９図はその点火時期制御の詳細なプログラムを
示すフローチャート、第２０図は従来の圧力センサを示
す図であり、第２０図（ａ）はその圧力センサの取付状
態を示す断面図、第２０図（ｂ）はその圧力センサの断
面図、第２０図（Ｃ）はその圧力センサの平面図である
。 ２１・・・・・・エンジン、 ５６・・・・・・圧力検出手段Fig. 1 is a basic conceptual diagram of the present invention, Figs. 2 to 19 are diagrams showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is an overall configuration diagram thereof, and Fig. 3 is a diagram of the main parts including the control unit. 4 is a circuit diagram of the charge amplifier, FIG. 5 is a detailed block diagram of the high frequency vibration detection circuit, and FIG. 6 is the amplifier circuit 61, rectifier circuit 62, and integrator 6.
3 is a circuit diagram, FIG. 7 is a detailed block configuration diagram of the low frequency vibration detection circuit, FIG. 8 is a time chart for explaining its operation, FIG. 9 is a flow chart showing the program for detecting θpmax, and FIG. Fig. 10 is a waveform diagram showing the signal processing waveform, Fig. 11 is a flowchart showing the outline of the ignition timing control, Fig. 12 is a diagram showing the basic ignition timing characteristics, and Fig. 13 is the input of the cylinder pressure signal. A diagram showing the equivalent circuit of the system, Fig. 14 is a flowchart showing the abnormality judgment program for the low frequency vibration component, Fig. 15 is a waveform diagram showing the method of waveform processing, and Fig. 16 shows abnormality judgment for the high frequency vibration component. Flow chart showing the program, No. 17
18 is a flowchart showing a program for determining the abnormal mode, FIG. 19 is a flowchart showing a detailed program for ignition timing control, and FIG. 20 is a flowchart showing a program for determining the abnormal mode. FIG. 20(a) is a cross-sectional view showing the mounting state of the pressure sensor, FIG. 20(b) is a cross-sectional view of the pressure sensor, and FIG. 20(C) is a cross-sectional view of the pressure sensor. FIG. 21...Engine, 56...Pressure detection means

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ａ）エンジンの燃焼圧力を検出する圧力検出手段と、 ｂ）圧力検出手段の出力から所定の低周波振動成分を抽
出する第１抽出手段と、 ｃ）圧力検出手段の出力から所定の高周波振動成分を抽
出する第２抽出手段と、 ｄ）所定の低周波振動成分および高周波振動成分に基づ
いてエンジンの燃焼サイクル毎に燃焼振動エネルギに関
連した物理量を演算し、該物理量から燃焼状態を監視す
る燃焼監視手段と、ｅ）第１抽出手段の出力から低周波
振動成分が異常であるか否かを判別する第１判別手段と
、ｆ）第２抽出手段の出力から高周波振動成分が異常で
あるか否かを判別する第２判別手段と、ｇ）高周波振動
成分が異常で低周波振動成分が正常であり、燃焼圧力の
低周波振動パターンが上死点を中心に対称となっている
ときエンジンが失火していると判定する異常判定手段と
、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼監視装置。[Scope of Claims] a) Pressure detection means for detecting combustion pressure of the engine; b) First extraction means for extracting a predetermined low frequency vibration component from the output of the pressure detection means; c) Output of the pressure detection means. a second extraction means for extracting a predetermined high frequency vibration component from the d) calculating a physical quantity related to the combustion vibration energy for each combustion cycle of the engine based on the predetermined low frequency vibration component and high frequency vibration component; combustion monitoring means for monitoring the combustion state; e) first determination means for determining whether or not the low frequency vibration component is abnormal from the output of the first extraction means; and f) high frequency vibration from the output of the second extraction means. g) a second determining means for determining whether or not the component is abnormal; g) the high frequency vibration component is abnormal and the low frequency vibration component is normal; A combustion monitoring device for an internal combustion engine, comprising: abnormality determining means for determining that the engine is misfiring when the engine misfires.