JP2009209865A - Device for diagnosing abnormality of knock detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノック信号出力手段の出力信号から抽出した複数の周波数域の振動強度に基づいてノック信号出力手段の異常の有無を判定するノック検出系異常診断装置に関する発明である。 The present invention relates to a knock detection system abnormality diagnosis device that determines whether or not there is an abnormality in a knock signal output means based on vibration intensities in a plurality of frequency ranges extracted from the output signal of the knock signal output means.
ノックセンサの異常を検出する場合、例えば特許文献1(特開2006−29158号公報)に記載されているように、ノックセンサの出力信号をプルアップ及びプルダウンするバイアス手段を設け、このバイアス手段の直流成分に基づいてノックセンサの異常の有無を判定するようにしたものがある。 When detecting an abnormality of the knock sensor, for example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-29158), a bias unit for pulling up and pulling down the output signal of the knock sensor is provided. There is one in which the presence or absence of an abnormality of a knock sensor is determined based on a direct current component.
或は、特許文献2(特開2004−270626号公報)に記載されているように、各気筒毎にノックセンサの出力信号が判定値を下回る回数を異常カウンタでカウントし、この異常カウンタのカウント値が所定値を越えたときにノックセンサの異常と判定するようにしたものがある。
本発明の目的は、上記従来のノックセンサの異常検出技術とは異なる手法でノック信号出力手段の異常の有無を精度良く判定できるノック検出系異常診断装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a knock detection system abnormality diagnosis device capable of accurately determining whether or not there is an abnormality in a knock signal output means by a method different from the conventional abnormality detection technique of a knock sensor.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、内燃機関の運転中に発生するノック振動に応じて出力信号の波形が変化するノック信号出力手段と、前記ノック信号出力手段の出力信号から複数の周波数域の振動強度を抽出することが可能な複数周波数振動強度抽出手段と、ノックが発生する運転条件で内燃機関を運転している期間又は点火時期を進角させてノックを強制的に発生させている期間に前記複数周波数振動強度抽出手段で抽出した同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数に基づいて前記ノック信号出力手段の異常の有無を判定する異常診断手段とを備えた構成としたものである。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a knock signal output means for changing a waveform of an output signal according to knock vibration generated during operation of the internal combustion engine, and an output signal of the knock signal output means. Multiple frequency vibration intensity extraction means capable of extracting vibration intensity in a plurality of frequency ranges, and forcing knock by advancing the period or ignition timing during which the internal combustion engine is operating under the operating conditions in which knock occurs An abnormality diagnosing unit for determining whether or not the knock signal output unit is abnormal based on the number of vibration intensities in the frequency range that rises at the same timing extracted by the multiple frequency vibration intensity extracting unit during It is a configuration.
ノックが発生すると、ノックの基本周波数(シリンダのボア径によって決まる1次の共振周波数である例えば7kHz付近)のノック振動成分だけでなく、これと同時に、複数の高次の共振周波数域にもノック振動成分が現れる。 When knocking occurs, not only the knocking vibration component of the fundamental frequency of knocking (the primary resonance frequency determined by the bore diameter of the cylinder, for example, around 7 kHz), but simultaneously, the knocking is also performed in a plurality of higher-order resonance frequency ranges. Vibration component appears.
このような事情を考慮して、本発明では、ノックが発生する運転条件で内燃機関を運転している期間又は点火時期を進角させてノックを強制的に発生させている期間に、複数周波数振動強度抽出手段で抽出した同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が多ければ、ノックを正常に検出できていることを意味するため、ノック信号出力手段が正常であると判定し、一方、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が少なければ、ノックを検出できない状態になっていることを意味するため、ノック信号出力手段が異常であると判定することができる。 In view of such circumstances, in the present invention, a plurality of frequencies are generated during a period in which the internal combustion engine is operated under an operation condition in which knocking occurs or a period in which ignition is forcibly generated by advancing the ignition timing. If the number of vibration intensities in the frequency range that rises at the same timing extracted by the vibration intensity extraction means is large, it means that knock has been detected normally, so that the knock signal output means is determined to be normal, If the number of vibration intensities in the frequency range that rises at the same timing is small, it means that knocking cannot be detected. Therefore, it can be determined that the knock signal output means is abnormal.
また、請求項2のように、振動ノイズが発生する期間又は振動ノイズを強制的に発生させている期間に、複数周波数振動強度抽出手段で抽出した同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数に基づいてノック信号出力手段の異常の有無を判定するようにしても良い。ここで、振動ノイズは、例えば、バルブ着座ノイズ、直噴インジェクタノイズであり、これらの振動ノイズは、同じタイミングで2つの周波数域で振動が立ち上がる特性がある。従って、振動ノイズが発生する期間又は振動ノイズを強制的に発生させている期間に、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が2個であれば、振動ノイズを正常に検出できていることを意味するため、ノック信号出力手段が正常であると判定し、一方、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が2個でなければ、振動ノイズを正常に検出できない状態になっていることを意味するため、ノック信号出力手段が異常であると判定することができる。 Further, as in claim 2, the number of vibration intensities in the frequency region rising at the same timing extracted by the multiple frequency vibration intensity extracting means during the period in which the vibration noise is generated or the period in which the vibration noise is forcibly generated. Based on this, the presence or absence of abnormality of the knock signal output means may be determined. Here, the vibration noise is, for example, valve seating noise or direct injection injector noise, and these vibration noises have a characteristic that vibrations rise in two frequency ranges at the same timing. Therefore, vibration noise can be detected normally if the number of vibration strengths in the frequency range that rises at the same timing during the period in which vibration noise is generated or the period in which vibration noise is forcibly generated is two. Therefore, it is determined that the knock signal output means is normal, and vibration noise cannot be detected normally unless the number of vibration intensity in the frequency range that rises at the same timing is two. Therefore, it can be determined that the knock signal output means is abnormal.
この場合、請求項3のように、異常診断期間中に点火時期を遅角補正してノックの発生を抑制するようにしても良い。このようにすれば、ノックが発生しない状態で振動ノイズのみが発生する条件で異常診断を行うことができ、ノック信号出力手段の異常診断精度を向上させることができる。 In this case, as described in claim 3, the ignition timing may be retarded during the abnormality diagnosis period to suppress the occurrence of knock. In this way, abnormality diagnosis can be performed under the condition that only vibration noise is generated in the state where knock does not occur, and the abnormality diagnosis accuracy of the knock signal output means can be improved.
また、請求項4のように、点火ノイズが発生する期間又は点火ノイズを強制的に発生させている期間に複数周波数振動強度抽出手段で抽出した同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数に基づいてノック信号出力手段の異常の有無を判定するようにしても良い。ここで、点火ノイズは、点火時期を遅角し過ぎた時に1つの周波数域で発生するノイズであるため、点火ノイズが発生する時期には、ノックは発生しない。従って、点火ノイズが発生する期間又は点火ノイズを強制的に発生させている期間に、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が1個のみであれば、点火ノイズを正常に検出できていることを意味するため、ノック信号出力手段が正常であると判定し、一方、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が1個でなければ、点火ノイズを正常に検出できない状態になっていることを意味するため、ノック信号出力手段が異常であると判定することができる。 Further, as in claim 4, based on the number of vibration intensities in the frequency range rising at the same timing extracted by the plural frequency vibration intensity extracting means during the period in which the ignition noise is generated or the period in which the ignition noise is forcibly generated. Then, the presence or absence of abnormality of the knock signal output means may be determined. Here, since the ignition noise is a noise that occurs in one frequency range when the ignition timing is delayed too much, no knock is generated at the timing when the ignition noise occurs. Therefore, if the number of vibration intensities in the frequency range that rises at the same timing is only one during the period in which ignition noise is generated or the period in which ignition noise is forcibly generated, the ignition noise can be detected normally. In other words, it is determined that the knock signal output means is normal. On the other hand, if the number of vibration intensities in the frequency range that rises at the same timing is not one, ignition noise cannot be detected normally. Therefore, it can be determined that the knock signal output means is abnormal.
この場合、請求項5のように、複数周波数振動強度抽出手段によってノック信号出力手段の出力信号を時間−周波数解析して複数の周波数域の振動強度を抽出するようにしても良い。この場合、時間−周波数解析(Time-Frequency Analysis )は、短時間フーリエ変換(STFT)、ウェーブレット変換、ウィグナー分布等を用いれば良く、この時間−周波数解析によってノック信号出力手段の出力信号から周波数と時間と振動強度のデータを同時に抽出することができる。 In this case, as described in claim 5, the output signal of the knock signal output means may be time-frequency analyzed by the multi-frequency vibration intensity extracting means to extract the vibration intensities in a plurality of frequency ranges. In this case, time-frequency analysis (Time-Frequency Analysis) may use short-time Fourier transform (STFT), wavelet transform, Wigner distribution, and the like. Time and vibration intensity data can be extracted simultaneously.
或は、請求項6のように、ノック信号出力手段の出力信号を複数の特定周波数域を抽出する複数のバンドパスフィルタで処理することで複数の周波数域の振動強度を抽出するようにしても良い。このようにしても、ノック信号出力手段の出力信号から簡単に複数の周波数域の振動強度を抽出することができる。 Alternatively, as described in claim 6, the output signal of the knock signal output means is processed by a plurality of bandpass filters that extract a plurality of specific frequency regions, thereby extracting vibration intensities in a plurality of frequency regions. good. Even in this case, vibration intensities in a plurality of frequency ranges can be easily extracted from the output signal of the knock signal output means.
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した4つの実施例1〜4を説明する。 Hereinafter, four Examples 1 to 4 embodying the best mode for carrying out the present invention will be described.
本発明の実施例1を図1乃至図4に基づいて説明する。
まず、図1に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられている。このエアフローメータ14の下流側には、モータ10によって開度調節されるスロットルバルブ15とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ16とが設けられている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG.
An
更に、スロットルバルブ15の下流側には、サージタンク17が設けられ、このサージタンク17には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ18が設けられている。また、サージタンク17には、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド19が設けられ、エンジン11の各気筒には、それぞれ燃料を筒内に噴射する燃料噴射弁20が取り付けられている。また、エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ21が取り付けられ、各気筒の点火タイミング毎に点火装置25によって点火プラグ21に高電圧が印加されて筒内の混合気に着火される。
Further, a
また、エンジン11には、吸気バルブ29のバルブタイミング(開閉時期)を可変する可変吸気バルブタイミング装置31と、排気バルブ30のバルブタイミングを可変する可変排気バルブタイミング装置32とが設けられている。
Further, the
一方、エンジン11の排気管22には、排出ガス中のCO,HC,NOx等を浄化する三元触媒等の触媒23が設けられ、この触媒23の上流側に、排出ガスの空燃比又はリッチ/リーンを検出する排出ガスセンサ24が設けられている。また、エンジン11のシリンダブロックには、エンジン11のクランク軸が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ26が取り付けられ、このクランク角センサ26の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
On the other hand, the
更に、エンジン11のシリンダブロックには、ノック振動を検出するノックセンサ28(ノック信号出力手段)が取り付けられ、このノックセンサ28の出力信号が後述するノック判定回路33でディジタル処理されてノック判定が行われると共に、後述する方法でノックセンサ28の異常診断が行われる。このノック判定回路33のノック判定結果がエンジン制御回路(以下「ECU」と表記する)34に入力される。
Further, a knock sensor 28 (knock signal output means) for detecting knock vibration is attached to the cylinder block of the
このECU34は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、燃料噴射弁20の燃料噴射量、点火プラグ21の点火時期、吸気側及び排気側の可変バルブタイミング装置31,32のバルブタイミング等を制御する。この際、点火時期の制御は、ノック判定回路33によりノックを検出しないときに点火時期を進角し、ノックを検出したときに点火時期を遅角するという処理を繰り返すことで、点火時期をノック限界付近に制御するノック制御を実行する。
The ECU 34 is mainly composed of a microcomputer, and executes various engine control programs stored in a built-in ROM (storage medium), thereby allowing the fuel injection amount of the
図3に示すように、ノックが発生すると、ノックの基本周波数(シリンダのボア径によって決まる1次の共振周波数)のノック振動成分だけでなく、これと同時に、複数の高次の共振周波数域にもノック振動成分が現れる。そこで、本実施例1では、ノック発生時に複数(3つ以上)の周波数域で同じタイミンクで振動が立ち上がる点に着目して、ノックセンサ28の出力信号から複数の周波数域の振動強度を抽出して、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が3つ以上であるか否かでノック判定を行うようにしている。
As shown in FIG. 3, when knocking occurs, not only the knocking vibration component of the fundamental frequency of knocking (the primary resonance frequency determined by the bore diameter of the cylinder) but also at the same time a plurality of higher-order resonance frequency regions. The knock vibration component also appears. Therefore, in the first embodiment, paying attention to the point that the vibration starts at the same timing in a plurality of (three or more) frequency regions when knocking occurs, the vibration intensities in the plurality of frequency regions are extracted from the output signal of the
更に、本実施例1では、ノックが発生する運転条件でエンジン11を運転している期間又は点火時期を進角させてノックを強制的に発生させている期間に、ノックセンサ28の出力信号から抽出した複数の周波数域の振動強度のうち、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が判定しきい値未満(例えば3未満)であるか否かでノックセンサ28の異常の有無を判定するようにしている。
Further, in the first embodiment, the output signal of the
以下、本実施例1では、ノックセンサ28の出力信号から複数の周波数域の振動強度変化パターンを抽出する手法として、時間−周波数解析(Time-Frequency Analysis )を用いる例を説明する。この場合、時間−周波数解析は、短時間フーリエ変換(STFT)、ウェーブレット変換、ウィグナー分布等を用いれば良い。
Hereinafter, in the first embodiment, an example in which time-frequency analysis is used as a technique for extracting vibration intensity change patterns in a plurality of frequency ranges from the output signal of the
この時間−周波数解析の処理は、ノック判定回路33内の時間−周波数解析部42(複数周波数振動強度抽出手段)で行われる。ノックセンサ28の出力信号は、A/D変換部41でデジタル値に変換され、時間−周波数解析部42で処理される。これにより、ノック発生時には、図3に示すように、複数の周波数域で振動強度の時間変化パターンが抽出される。この振動強度が抽出される周波数域は、ノック振動の周波数のうちの最も低周波である基本周波数(シリンダのボア径によって決まる1次の共振周波数)と、複数の高次の共振周波数域である。
This time-frequency analysis processing is performed by the time-frequency analysis unit 42 (multiple frequency vibration intensity extracting means) in the
この時間−周波数解析部42の解析結果に基づいてノック判定/異常診断部43(異常診断手段)により複数の周波数域の振動強度のうち、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数を演算し、この個数が判定しきい値未満(例えば3未満)であるか否かでノックセンサ28の異常の有無を判定する。
Based on the analysis result of the time-
上述したノックセンサ28の異常診断処理は、ノック判定/異常診断部43によって図4の異常診断ルーチンに従って実行される。図4の異常診断ルーチンは、各気筒の1点火毎に実行され、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、異常診断実行条件が成立しているか否かを判定する。この異常診断実行条件としては、例えば、(1) 他の異常診断機能により点火系等の異常が検出されていないこと、(2) 異常診断を実行するのに適した運転状態(例えば定常運転状態)であること等である。この異常診断実行条件が成立していなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
The abnormality diagnosis process of the
一方、異常診断実行条件が成立していれば、ステップ102に進み、点火時期を進角させてノックを強制的に発生させる。或は、ノックが発生する運転条件になるまで待機するようにしても良い。 On the other hand, if the abnormality diagnosis execution condition is satisfied, the routine proceeds to step 102 where the ignition timing is advanced and knocking is forcibly generated. Or you may make it wait until it becomes the driving | running condition which knocks.
この後、ステップ103に進み、ノックセンサ28の出力信号をA/D変換部41でA/D変換して取り込み、次のステップ104で、時間−周波数解析(STFT、ウェーブレット変換、ウィグナー分布等)を実行して、ノックセンサ28の出力信号から周波数と時間と振動強度のデータを同時に抽出して複数の周波数域の振動強度を抽出する。
Thereafter, the process proceeds to step 103 where the output signal of the
この後、ステップ105に進み、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数を演算し、次のステップ106で、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が判定しきい値(例えば3)よりも小さいか否かを判定し、当該個数が判定しきい値よりも小さければ、ノックが発生しているにも拘らず、ノックを検出できない状態になっていることを意味するため、ステップ107に進み、ノックセンサ28の異常と判定する。これに対して、上記ステップ106で、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が判定しきい値以上(例えば3以上)と判定されれば、ノックを正常に検出できていることを意味するため、ステップ108に進み、ノックセンサ28が正常であると判定する。
Thereafter, the process proceeds to step 105, and the number of vibration intensities in the frequency region rising at the same timing is calculated. In the
以上説明した本実施例1では、点火時期を進角させてノックを強制的に発生させている期間(又はノックが発生する運転条件で運転している期間)に、時間−周波数解析部42で抽出した同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が判定しきい値未満であるか否かを判定することで、ノックセンサ28の異常の有無を判定することができる。
In the first embodiment described above, the time-
上記実施例1では、点火時期を進角させてノックを強制的に発生させている期間(又はノックが発生する運転条件で運転している期間)に、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が判定しきい値未満であるか否かで、ノックセンサ28の異常の有無を判定するようにしたが、本発明の実施例2では、図5の異常診断ルーチンを実行することで、ノイズ(振動ノイズ又は点火ノイズ)が発生する期間又はノイズを強制的に発生させている期間に、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数がノイズ発生時の個数であるか否かで、ノックセンサ28の正常/異常を判定するようにしている。
In the first embodiment, during the period in which the ignition timing is advanced and the knock is forcibly generated (or the period in which the knock is generated under the operation condition), the vibration intensity in the frequency range that rises at the same timing is used. Whether the
ここで、振動ノイズは、例えば、バルブ着座ノイズ、直噴インジェクタノイズであり、これらの振動ノイズは、同じタイミングで2つの周波数域で振動が立ち上がる特性がある。従って、振動ノイズが発生する期間又は振動ノイズを強制的に発生させている期間に、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が2個であれば、振動ノイズを正常に検出できていることを意味するため、ノックセンサ28が正常であると判定し、一方、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が2個でなければ、振動ノイズを正常に検出できない状態になっていることを意味するため、ノックセンサ28が異常であると判定することができる。
Here, the vibration noise is, for example, valve seating noise or direct injection injector noise, and these vibration noises have a characteristic that vibrations rise in two frequency ranges at the same timing. Therefore, vibration noise can be detected normally if the number of vibration strengths in the frequency range that rises at the same timing during the period in which vibration noise is generated or the period in which vibration noise is forcibly generated is two. Therefore, if the
また、点火ノイズは、点火時期を遅角し過ぎた時に1つの周波数域で発生するノイズであるため、点火ノイズが発生する時期には、ノックは発生しない。従って、点火ノイズが発生する期間又は点火ノイズを強制的に発生させている期間に、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が1個のみであれば、点火ノイズを正常に検出できていることを意味するため、ノックセンサ28が正常であると判定し、一方、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が1個でなければ、点火ノイズを正常に検出できない状態になっていることを意味するため、ノックセンサ28が異常であると判定することができる。
Further, since the ignition noise is noise that occurs in one frequency range when the ignition timing is retarded too much, no knock is generated at the timing when the ignition noise occurs. Therefore, if the number of vibration intensities in the frequency range that rises at the same timing is only one during the period in which ignition noise is generated or the period in which ignition noise is forcibly generated, the ignition noise can be detected normally. Therefore, it is determined that the
本実施例2で実行する図5の異常診断ルーチンは、図4の異常診断ルーチンのステップ102、106の処理をステップ102a、106aの処理に変更しただけであり、その他の各ステップの処理は同じである。
The abnormality diagnosis routine of FIG. 5 executed in the second embodiment is merely the processing of
図5の異常診断ルーチンでは、異常診断実行条件が成立しているときに、ステップ102aに進み、ノイズ(振動ノイズ又は点火ノイズ)を強制的に発生させる。或は、ノイズ(振動ノイズ又は点火ノイズ)が発生する条件になるまで待機するようにしても良い。 In the abnormality diagnosis routine of FIG. 5, when the abnormality diagnosis execution condition is satisfied, the process proceeds to step 102a to forcibly generate noise (vibration noise or ignition noise). Or you may make it wait until it becomes the conditions which generate | occur | produce noise (vibration noise or ignition noise).
この後、ステップ103〜105で、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数を演算し、次のステップ106aで、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が所定値(2個又は1個)であるか否かを判定し、周波数域の振動強度の個数が所定値であれば、ノイズ(振動ノイズ又は点火ノイズ)を正常に検出できていることを意味するため、ステップ108に進み、ノックセンサ28が正常であると判定する。
Thereafter, in
これに対して、周波数域の振動強度の個数が所定値でなければ、ノイズ(振動ノイズ又は点火ノイズ)を正常に検出できない状態になっていることを意味するため、ステップ107に進み、ノックセンサ28の異常と判定する。 On the other hand, if the number of vibration intensities in the frequency range is not a predetermined value, it means that noise (vibration noise or ignition noise) cannot be normally detected. It is determined that there are 28 abnormalities.
以上説明した本実施例2でも、前記実施例1と同様の効果を得ることができる。
尚、ノックセンサ28の異常診断期間中に点火時期を遅角補正してノックの発生を抑制するようにしても良い。このようにすれば、ノックが発生しない状態で振動ノイズのみが発生する条件で異常診断を行うことができ、ノックセンサ28の異常診断精度を向上させることができる。
In the second embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
It should be noted that during the abnormality diagnosis period of the
上記実施例1,2では、ノック判定回路33の時間−周波数解析部42でノックセンサ28の出力信号を時間−周波数解析して複数の周波数域の振動強度を抽出するようにしたが、図6乃至図8に示す本発明の実施例3では、ノック判定回路50に、A/D変換部41でデジタル値に変換したノックセンサ28の出力信号から複数の周波数域の振動強度を抽出する複数のバンドパスフィルタ(第1BPF〜第5BPF)51〜55を設け、ノック判定/異常診断部56(異常診断手段)で、各BPF51〜55で抽出した複数の周波数域の振動強度のうち、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が判定しきい値未満であるか否かでノックセンサ28の異常の有無を判定するようにしている。
In the first and second embodiments, the time-
この場合、第1〜第5の各BPF51〜55で抽出する周波数域は、1次の周波数域(ノック振動の基本周波数帯)と複数の高次の周波数域であり、1次の周波数域(第1BPF51の通過帯域)は、ノック振動の周波数のうちの最も低周波である基本周波数(シリンダのボア径によって決まる1次の共振周波数であり、例えば、7kH付近)を含む周波数域に設定されている。また、複数の高次の周波数域(第2〜第5の各BPF52〜55の通過帯域)は、それぞれ、例えば、図7に示すように、12kH付近、15kH付近、17kH付近、21kH付近に設定されている。尚、BPF51〜55の個数は5個に限定されず、3個又は4個、或は6個以上であっても良い。
In this case, the frequency range extracted by each of the first to fifth BPFs 51 to 55 is a primary frequency range (a fundamental frequency range of knock vibration) and a plurality of higher order frequency ranges, and the primary frequency range ( The passband of the
本実施例3の異常診断処理は、ノック判定回路50のノック判定/異常診断部56によって図8の異常診断ルーチンに従って実行される。図8の異常診断ルーチンは、図4の異常診断ルーチンのステップ104の処理をステップ104aの処理に変更しただけであり、その他の各ステップの処理は同じである。
The abnormality diagnosis process of the third embodiment is executed by the knock determination /
図8の異常診断ルーチンでは、前記実施例1と同様に、ノックを強制的に発生させる期間(又はノックが発生する期間)に、ステップ103で、ノックセンサ28の出力信号をA/D変換部41でA/D変換した後、ステップ104aで、ノックセンサ28の出力信号を第1〜第5の各BPF51〜55で処理して複数の周波数域の振動強度を抽出する(図7参照)。この後、ステップ105に進み、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数を演算し、次のステップ106で、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が判定しきい値未満であるか否かでノックセンサ28の異常の有無を判定する(ステップ107、108)。
以上説明した本実施例3でも、前記実施例1と同様の効果を得ることができる。
In the abnormality diagnosis routine of FIG. 8, as in the first embodiment, the output signal of the
Also in the third embodiment described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
上記実施例3では、ノックセンサ28の出力信号を時間−周波数解析して複数の周波数域の振動強度を抽出するようにしたが、図9に示す本発明の実施例4では、前記実施例2と同様に、ノイズ(振動ノイズ又は点火ノイズ)を強制的に発生させる期間(又はノイズが発生する期間)に、A/D変換したノックセンサ28の出力信号を第1〜第5の各BPF51〜55で処理することで、ノックセンサ28の出力信号から複数の周波数域の振動強度を抽出して(ステップ104a)、同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数が所定値であるか否かでノックセンサ28の正常/異常を判定する(ステップ105〜108)。
In the third embodiment, the output signal of the
以上説明した本実施例4でも、前記実施例1と同様の効果を得ることができる。
尚、上記実施例1〜4では、エンジン運転中に発生するノックに応じて出力信号の波形が変化するノック信号出力手段としてノックセンサ28を用いたが、筒内圧を検出する筒内圧センサや、筒内の混合気の燃焼に伴って発生するイオンを点火プラグ21等を介して検出するイオン電流検出手段等をノック信号出力手段として用いるようにしても良い。
In the fourth embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
In the first to fourth embodiments, the
その他、本発明は、図1のような筒内噴射エンジンに限定されず、吸気ポート噴射エンジンや、吸気ポートと筒内の両方に燃料噴射弁を搭載したデュアル噴射エンジンにも適用して実施することができ、また、可変バルブタイミング装置等の可変動弁装置が搭載されていないエンジンにも適用して実施できる等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。 In addition, the present invention is not limited to the in-cylinder injection engine as shown in FIG. 1, but is also applied to an intake port injection engine or a dual injection engine having fuel injection valves mounted in both the intake port and the cylinder. Needless to say, the invention can be implemented with various modifications without departing from the gist of the invention, such as being applicable to an engine in which a variable valve timing device such as a variable valve timing device is not mounted.
11…エンジン(内燃機関)、12…吸気管、16…スロットルバルブ、20…燃料噴射弁、21…点火プラグ、22…排気管、25…点火装置、28…ノックセンサ(ノック信号出力手段)、29…吸気バルブ、30…排気バルブ、31…可変吸気バルブタイミング装置、32…可変排気バルブタイミング装置、33…ノック判定回路、34…ECU、41…A/D変換部、42…時間−周波数解析部(複数周波数振動強度抽出手段)、43…ノック判定/異常診断部(異常診断手段)、50…ノック判定回路、51〜55…バンドパスフィルタ(第1BPF〜第5BPF)、56…ノック判定/異常診断部(異常診断手段)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ノック信号出力手段の出力信号から複数の周波数域の振動強度を抽出することが可能な複数周波数振動強度抽出手段と、
ノックが発生する運転条件で内燃機関を運転している期間又は点火時期を進角させてノックを強制的に発生させている期間に前記複数周波数振動強度抽出手段で抽出した同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数に基づいて前記ノック信号出力手段の異常の有無を判定する異常診断手段と
を備えていることを特徴とするノック検出系異常診断置。 Knock signal output means for changing the waveform of the output signal in response to knock vibration generated during operation of the internal combustion engine;
Multiple frequency vibration intensity extracting means capable of extracting vibration intensity in a plurality of frequency ranges from the output signal of the knock signal output means;
A frequency range that rises at the same timing extracted by the multiple frequency vibration intensity extracting means during a period in which the internal combustion engine is operated under an operation condition in which knocking occurs or a period in which ignition timing is advanced to forcibly generate knocking A knock detection system abnormality diagnosing device, comprising: an abnormality diagnosing unit that determines whether or not the knock signal output unit has an abnormality based on the number of vibration intensities of the knock detecting system.
前記ノック信号出力手段の出力信号から複数の周波数域の振動強度を抽出することが可能な複数周波数振動強度抽出手段と、
振動ノイズが発生する期間又は振動ノイズを強制的に発生させている期間に前記複数周波数振動強度抽出手段で抽出した同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数に基づいて前記ノック信号出力手段の異常の有無を判定する異常診断手段と
を備えていることを特徴とするノック検出系異常診断置。 Knock signal output means for changing the waveform of the output signal in response to knock vibration generated during operation of the internal combustion engine;
Multiple frequency vibration intensity extracting means capable of extracting vibration intensity in a plurality of frequency ranges from the output signal of the knock signal output means;
Abnormality of the knock signal output means based on the number of vibration intensities in the frequency range that rises at the same timing extracted by the multiple frequency vibration intensity extraction means during a period in which vibration noise is generated or a period in which vibration noise is forcibly generated A knock detection system abnormality diagnosis device, comprising: an abnormality diagnosis means for determining the presence or absence of an abnormality.
前記ノック信号出力手段の出力信号から複数の周波数域の振動強度を抽出することが可能な複数周波数振動強度抽出手段と、
点火ノイズが発生する期間又は点火ノイズを強制的に発生させている期間に前記複数周波数振動強度抽出手段で抽出した同じタイミングで立ち上がる周波数域の振動強度の個数に基づいて前記ノック信号出力手段の異常の有無を判定する異常診断手段と
を備えていることを特徴とするノック検出系異常診断置。 Knock signal output means for changing the waveform of the output signal in response to knock vibration generated during operation of the internal combustion engine;
Multiple frequency vibration intensity extracting means capable of extracting vibration intensity in a plurality of frequency ranges from the output signal of the knock signal output means;
Abnormality of the knock signal output means based on the number of vibration intensities in the frequency range that rises at the same timing extracted by the multiple frequency vibration intensity extraction means during the period in which ignition noise is generated or the period in which ignition noise is forcibly generated A knock detection system abnormality diagnosis device, comprising: an abnormality diagnosis means for determining the presence or absence of an abnormality.
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