JPH0486532A - Detecting apparatus for knocking of internal combustion engine - Google Patents
Detecting apparatus for knocking of internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は内燃機関のノッキング検出装置に関し、詳しく
は、機関振動の検出信号からノッキング発生を精度良く
検出し得るノッキング検出装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a knocking detection device for an internal combustion engine, and more particularly to a knocking detection device that can accurately detect the occurrence of knocking from an engine vibration detection signal.
〈従来の技術〉
内燃機関において、所定レベル以上のノッキングが発生
すると、出力を低下させるのみならず、衝撃により吸・
排気バルブやピストンに悪影響を及ぼすため、ノッキン
グを検出して点火時期を補正することにより速やかにノ
ッキングを回避するようにした点火時期制御装置を備え
ているものかある（特開昭５８−１０５０３６号公報等
参照）。<Prior art> When knocking occurs above a predetermined level in an internal combustion engine, not only does the output decrease, but the impact also causes suction and
Some devices are equipped with an ignition timing control device that promptly avoids knocking by detecting knocking and correcting the ignition timing, since it has an adverse effect on exhaust valves and pistons. (Refer to official bulletins, etc.)
かかるノッキング発生による点火時期補正のためのノッ
キング検出は以下のようにして行っていた。Knocking detection for correcting the ignition timing due to the occurrence of knocking has been performed as follows.
即ち、第９図に示すように、圧電素子によって振動レベ
ルに応じた検出信号を出力するノックセンサ１１を機関
１２のシリンダブロック等に取付け、このノックセンサ
１１からの検出信号をバンドパスフィルタ１３に入力さ
せてノッキング特有の中心周波数付近の信号のみを通過
させ、半波整流を行った後、積分器１４で所定の積分区
間（例えばＡＴＤＣ１０°〜６０°）だけ積分し、かか
る積分器１４における積分値のピーク値（積分区間にお
ける特定周波数成分強度の総和）をＡ／Ｄ変換器１５で
Ａ／Ｄ変換してマイクロコンピュータ１６に入力させる
。That is, as shown in FIG. 9, a knock sensor 11 that outputs a detection signal according to the vibration level using a piezoelectric element is attached to the cylinder block of the engine 12, etc., and the detection signal from this knock sensor 11 is sent to a bandpass filter 13. After inputting the signal and passing only the signal near the center frequency peculiar to knocking and performing half-wave rectification, the integrator 14 integrates a predetermined integration interval (for example, ATDC 10° to 60°), and the integrator 14 integrates the signal. The peak value (total sum of specific frequency component intensities in the integration interval) is A/D converted by the A/D converter 15 and inputted to the microcomputer 16.
マイクロコンピュータ１６では、ノッキング発生時にお
ける前記積分値のピークと、ノッキング非発生時（機械
振動レベル）における積分値のピークとの差に基づいて
、ノッキングが発生しているか否かを判別する。The microcomputer 16 determines whether or not knocking is occurring based on the difference between the peak of the integral value when knocking occurs and the peak of the integral value when knocking does not occur (mechanical vibration level).
〈発明が解決しようとする課題〉
かかる従来一般のノッキング判別方式では、１つの特定
周波数成分の強度に基づいてノッキング判別を行ってい
るか、実際にはノッキングに寄与する周波数成分は１つ
だけではないため、ノッキング判別精度か劣っていた。<Problems to be Solved by the Invention> In such conventional general knocking discrimination methods, knocking is discriminated based on the intensity of one specific frequency component, or in reality, there is more than one frequency component that contributes to knocking. Therefore, the accuracy of knocking discrimination was poor.
この点に鑑み、複数の特定周波数成分の強度を検出して
ノッキング判別を行うことか試みられつつある。In view of this point, attempts are being made to detect the intensity of a plurality of specific frequency components to determine knocking.
ところで、これら複数の特定周波数成分のノッキングに
寄与する度合い（以下周波数寄与率という）は、異なっ
ているため、周波数成分毎に周波数寄与率により重み付
けを変えて強度検出を行わなければ、ノッキング検出精
度を十分に高めることができないことが、本願出願人の
実験等により判明した。By the way, the degrees of contribution of these multiple specific frequency components to knocking (hereinafter referred to as frequency contribution rates) are different, so unless intensity detection is performed by changing the weighting according to the frequency contribution rate for each frequency component, the knocking detection accuracy will be reduced. It has been found through experiments conducted by the applicant of the present application that it is not possible to sufficiently increase the .
しかしながら、前記周波数寄与率は気筒によってばらつ
き、また、機関回転数が異なることによってもばらつく
ため、周波数成分に対して一定の周波数寄与率を持たせ
るだけでは、これらの要因によるばらつきで精度か低下
することも判明した。However, the frequency contribution rate varies depending on the cylinder and also varies depending on the engine speed, so simply giving a constant frequency contribution rate to the frequency component will reduce accuracy due to variations due to these factors. It also became clear that
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、気筒別
や機関回転数領域別に周波数寄与率を設定することによ
り、ノッキング検出精度を可及的に高めたノッキング検
出装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a knocking detection device that increases knocking detection accuracy as much as possible by setting frequency contribution factors for each cylinder and engine speed range. shall be.
〈課題を解決するための手段〉
そのため本発明にかかる内燃機関のノッキング検出装置
は第１図に示すように構成される。<Means for Solving the Problems> Therefore, a knocking detection device for an internal combustion engine according to the present invention is configured as shown in FIG.
第１図において、振動センサは機関本体に付設されて機
関振動を検出し、特定周波数成分抽出手段は該振動セン
サの検出信号から特定周波数成分を抽出する。In FIG. 1, a vibration sensor is attached to the engine body to detect engine vibration, and a specific frequency component extraction means extracts a specific frequency component from the detection signal of the vibration sensor.
強度サンプリング手段は、前記抽圧された複数の特定周
波数成分の強度を、夫々所定区間内でサンプリングする
。The intensity sampling means samples the intensities of the extracted plurality of specific frequency components within a predetermined interval.
周波数寄与率設定手段は、特定周波数成分毎に当該特定
周波数成分のノッキングに寄与する周波数寄与率が気筒
別及び機関回転数領域別の少なくとも一方に応じて設定
する。The frequency contribution rate setting means sets, for each specific frequency component, a frequency contribution rate that contributes to knocking of the specific frequency component in accordance with at least one of each cylinder and each engine rotation speed region.
強度補正手段は、前記強度サンプリング手段によりサン
プリングされた複数の特定周波数成分の強度を夫々前記
周波数寄与率設定手段により設定された対応する周波数
寄与率で補正する。The intensity correction means corrects the intensities of the plurality of specific frequency components sampled by the intensity sampling means, respectively, by the corresponding frequency contribution ratio set by the frequency contribution ratio setting means.
ノッキング判別手段は、前記強度補正手段によって補正
された複数の特定周波数成分の強度に基づいてノッキン
グの有無を判別する。The knocking determination means determines the presence or absence of knocking based on the intensities of the plurality of specific frequency components corrected by the intensity correcting means.
〈作用〉
かかる構成によると、各周波数成分の強度が、気筒別及
び機関回転数領域別の少なくとも一方に応じて設定され
た周波数寄与率により補正して求められるため、気筒別
や機関回転数によるばらつきを回避してノッキングに寄
与する振動強度を高精度に検出できるため、該検出結果
に基づいてノッキング判別精度を可及的に高められる。<Operation> According to this configuration, the intensity of each frequency component is determined by being corrected by the frequency contribution factor set according to at least one of each cylinder and each engine speed region. Since the vibration intensity contributing to knocking can be detected with high accuracy while avoiding variations, the accuracy of knocking discrimination can be increased as much as possible based on the detection result.
〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。<Example> The present invention will be explained in detail below.
一実施例を示す第２図において、図示しない内燃機関の
シリンダブロックに付設されたノックセンサ（振動セン
サ）■は、圧電素子を内蔵し、機関振動に応じた波形の
検出（電圧）信号を出力する。In FIG. 2 showing an example, a knock sensor (vibration sensor) (not shown) attached to the cylinder block of an internal combustion engine has a built-in piezoelectric element and outputs a waveform detection (voltage) signal according to engine vibration. do.
前記ノックセンサ１の検出信号（アナログ信号）は、Ａ
／Ｄ変換器２でＡ／Ｄ変換されてくし形フィルタ３に入
力される。The detection signal (analog signal) of the knock sensor 1 is A
The signal is A/D converted by the /D converter 2 and input to the comb filter 3.
前記くし形フィルタ３は、複数段の単位遅延素子からな
る遅延回路４と、この遅延回路４を迂回したデータから
遅延回路４の出力データを減算する加算器５とから構成
されており、このくし形フィルタ３には、ノックセンサ
１の検出信号から抽出したい周波数の数に対応する数の
共振器６ａ〜６ｅか並列接続された回路が縦接接続され
ている。The comb filter 3 is composed of a delay circuit 4 consisting of a plurality of stages of unit delay elements, and an adder 5 that subtracts the output data of the delay circuit 4 from the data that has bypassed the delay circuit 4. A circuit in which a number of resonators 6a to 6e corresponding to the number of frequencies desired to be extracted from the detection signal of the knock sensor 1 are connected in parallel is connected to the shaped filter 3 in tandem.
前記共振器６ａ〜６ｅは、相互に異なる周波数成分に共
振するようにしてあり、本実施例では、かかる共振周波
数を、ノッキング振動が顕著に表れるとされている周波
数域７ｋＨｚ〜９ｋＨｚに従って７ｋＨｚ、８ｋＨｚ、
９ｋＨｚ、１０ｋＨｚ。The resonators 6a to 6e are configured to resonate at different frequency components, and in this embodiment, the resonant frequencies are set to 7kHz and 8kHz in accordance with the frequency range of 7kHz to 9kHz in which knocking vibrations are considered to be noticeable. ,
9kHz, 10kHz.
１１ｋＨｚとしである。The frequency is 11kHz.
前記くし形フィルタ３において、遅延回路４をバイパス
させたデータから遅延回路４で遅延されたデータを減算
することによって、検出信号レベルを全体的に減衰させ
ると共に、特に遅延時間に対応する周波数を加算器５で
消し合わせて、周波数特性として所謂くし形となる結果
が得るようになっている。In the comb filter 3, by subtracting the data delayed by the delay circuit 4 from the data bypassed by the delay circuit 4, the detected signal level is attenuated as a whole, and in particular, the frequency corresponding to the delay time is added. They are canceled in the unit 5 to obtain a so-called comb-shaped frequency characteristic.
これにより、加算器５で消し合わされる信号に基づいて
各共振器６ａ〜６ｅが共振し続けることを抑止でき、各
周波数成分の強度が逐次得られるものである。上記くし
形フィルタ３及び共振器６ａ〜６ｅによって本実施例に
おける特定周波数成分抽出手段が構成される。Thereby, it is possible to prevent the resonators 6a to 6e from continuing to resonate based on the signals canceled by the adder 5, and the intensity of each frequency component can be obtained sequentially. The comb filter 3 and the resonators 6a to 6e constitute specific frequency component extraction means in this embodiment.
尚、本実施例では、上記のようにくし形フィルタ３と共
振器６ａ〜６ｅとの構成によってノックセンサｌからの
信号から特定周波数成分を抽出するようにしたが、特定
周波数成分抽出手段としてアナログのバンドパスフィル
ターを必要とする周波数の数に対応させて設け、各バン
ドパスフィルターの出力をＡ／Ｄ変換してマイクロコン
ピュータ７に読み込ませるようにしても良い。In this embodiment, the specific frequency component is extracted from the signal from the knock sensor l by the configuration of the comb filter 3 and the resonators 6a to 6e as described above, but analog Bandpass filters may be provided corresponding to the number of required frequencies, and the output of each bandpass filter may be A/D converted and read into the microcomputer 7.
前記各共振器６ａ〜６ｅの出力、即ち、各周波数成分毎
の強度信号は、マイクロコンピュータ７に入力されるよ
うになっており、マイクロコンピュータ７は、クランク
角センサ８からの検出信号に基づいて検出される所定の
周波数分析区間において前記各共振器６ａ〜６ｅを介し
て入力されるノックセンサｌの特定周波数成分に基づき
、図示しない内燃機関におけるノッキング発生を検出す
る。The outputs of the resonators 6a to 6e, that is, the intensity signals for each frequency component, are input to a microcomputer 7. Occurrence of knocking in an internal combustion engine (not shown) is detected based on specific frequency components of the knock sensor I inputted via the respective resonators 6a to 6e in a predetermined detected frequency analysis section.
かかるノッキング発生検出の内容を、第３図のフローチ
ャートに従って次に説明する。尚、本実施例において、
強度サンプリング手段１周波数寄与率設定手段２強度補
正手段、ノッキング判別手段としての機能は、前記第３
図のフローチャートに示すように前記マイクロコンピュ
ータ７がソフトウェア的に備えている。The details of such knocking occurrence detection will be explained below with reference to the flowchart of FIG. 3. In addition, in this example,
Intensity sampling means 1 Frequency contribution setting means 2 Functions as an intensity correction means and a knocking determination means are performed by the third
As shown in the flowchart in the figure, the microcomputer 7 is equipped with software.
第３図のフローチャートに示すノッキング発生検出は、
所定の周波数分析区間において行われるものであり、前
記所定の周波数分析区間とは、例えば点火雑音を避けて
各気筒の燃焼振動をサンプリングできる区間であり、例
えば６気筒機関においてはＡＴＤＣＩＯ°〜ＡＴＤＣ６
０°のように決められる。The knocking occurrence detection shown in the flowchart of Fig. 3 is as follows:
This is carried out in a predetermined frequency analysis interval, and the predetermined frequency analysis interval is, for example, an interval in which combustion vibrations of each cylinder can be sampled while avoiding ignition noise. For example, in a 6-cylinder engine, ATDCIO° to ATDC6
It can be determined as 0°.
そこで、クランク角センサ８からの検出信号に基づいて
かかる所定の周波数分析区間を検出すると共に、該検出
信号に含まれる気筒判別信号によって当該燃焼行程にあ
る気筒を判別し、更に、単位クランク角毎の信号の単位
時間当たりの出力回数或いは気筒行程位相差毎に出力さ
れる基準クランク角信号の出力周期に基づいて機関回転
数を検出する（Ｓｌ）。Therefore, the predetermined frequency analysis section is detected based on the detection signal from the crank angle sensor 8, and the cylinder in the combustion stroke is determined based on the cylinder discrimination signal included in the detection signal. The engine speed is detected based on the number of times the signal is output per unit time or the output period of the reference crank angle signal that is output for each cylinder stroke phase difference (Sl).
周波数分析区間に入ると、前記共振器６ａ〜６ｅから所
定時間（所定期間）毎に出力される第６図に示すような
周波数スペクトルを順に記憶することで、第４図及び第
５図に示すように、分析区間内において所定時間毎に得
られる各周波数成分子、（ｊ＝ｏ 〜ｎ）の強度（ｆｏ
ｏ、Ｌｏ、ｆｚ。When entering the frequency analysis period, the frequency spectra as shown in FIG. 6 outputted from the resonators 6a to 6e at predetermined time intervals (predetermined period) are sequentially stored, thereby generating the frequency spectra shown in FIGS. 4 and 5. , the intensity (fo
o, Lo, fz.
ｆ、。・・ｆｌ。）、（ｆ Ｏ１＋ ｆ ＋１． ｆ
！＋ 、 ｆ ＝＋・・・ｆ、１）、（ｆｏｚ、ｆ＋
２．ｆｚ□、ｆ８２・・１．１）−−−（ｆ、、、ｆ、
、、ｆ、。、ｆ２．、ｆ、、−−ｆ、、）をサンプリン
グする（Ｓ２）。この機能が強度サンプリング手段に相
当する。f. ... fl. ), (f O1+ f +1. f
! +, f =+...f, 1), (foz, f+
2. fz□, f82...1.1)---(f,,,f,
,,f,. , f2. , f, , --f, , ) are sampled (S2). This function corresponds to intensity sampling means.
次に、Ｓｌで検出された当該燃焼行程にある気筒と機関
回転数とに基づいて、周波数成分毎に気筒と機関回転数
をパラメータとしてマイクロコンピュータ内蔵のＲＯＭ
に記憶された周波数寄与率のマツプテーブル（第７図参
照）から、各周波数成分子、の周波数寄与率ＫＦ、を検
索する（Ｓ３）。Next, based on the cylinder and engine speed detected by Sl in the relevant combustion stroke, the cylinder and engine speed are set as parameters for each frequency component, and a ROM with a built-in microcomputer is stored.
The frequency contribution rate KF of each frequency component is searched from the frequency contribution rate map table (see FIG. 7) stored in (S3).
即ち、周波数寄与率ＫＦ、を記憶したＲＯＭと、前記Ｓ
１の気筒判別及び機関回転数検出及びこの８２の周波数
寄与率検索の機能とにより周波数寄与率設定手段が構成
される。That is, the ROM that stores the frequency contribution factor KF, and the
The frequency contribution rate setting means is constituted by the cylinder discrimination and engine rotation speed detection function 1 and the frequency contribution rate search function 82.
これらサンプリングされた強度のデータに基づいて、全
周波数を総合した強度の最大レベルＫＳｉを次式により
演算する（Ｓ４）。Based on these sampled intensity data, the maximum level KSi of the overall intensity of all frequencies is calculated using the following equation (S4).
ＫＳｉ ＝ ｆ 、ｏ（ｍａｘ） ｘＫＦｏ＋ ｆ 、
＋（ｍａｘ） ｘＫＩ”ｌ ＋・・・十ｆ３．．（ｍａ
ｘ）×ＫＦ。KSi = f, o(max) xKFo+f,
+(max) xKI”l +...10 f3..(ma
x)×KF.
ここで、ｆ、＋（ｍａｒ）は周波数成分子、のサンプリ
ング強度（ｆｏ＋ 、ｆ＋１．Ｌ＋ 、ｆｏ・・ｆｌｌ
）の中の最大値であり、ＫＦ、は前述の周波数寄与率で
ある。Here, f,+(mar) is the sampling intensity of the frequency component (fo+, f+1.L+, fo...fll
), and KF is the frequency contribution factor mentioned above.
この最大レベルＫＳＬｉは、ノッキングの大きさを表す
指標となる値である。This maximum level KSLi is a value that is an index representing the magnitude of knocking.
次に、同じく強度データに基づいて、全周波数を総合し
た強度の平均レベルＳＬｉを次式により演算する（Ｓ５
）。Next, based on the intensity data, the average level SLi of the intensity, which is a total of all frequencies, is calculated using the following formula (S5
).
５Ｌｉ＝ （ＫＦ、／ｍΣｆ、、ｏ＋ＫＦ＋／ｍΣｆ、
、＋−・−ＫＦ、 ／ｍΣｆ、わ）
尚、この演算式においても、周波数寄与率ＫＦ。5Li= (KF, /mΣf,, o+KF+/mΣf,
, +-・-KF, /mΣf, wa) Also in this calculation formula, the frequency contribution rate KF.
により周波数成分毎の補正か行われる。即ち、最大レベ
ルＫＳＬｉと平均レベルＳＬｉ とは、いずれも周波数
寄与率ＫＦ＋により強度補正が行われるから、Ｓ３及び
Ｓ４の機能の中に、強度補正手段か含まれる。Correction is performed for each frequency component. That is, since both the maximum level KSLi and the average level SLi are subjected to intensity correction based on the frequency contribution factor KF+, an intensity correction means is included in the functions of S3 and S4.
このようにして求められた最大レベルＫＳＬｉと平均レ
ベルＳＬｉ との差を、バックグラウンドＢＧＬ ｉと
比較してノッキングの有無を判別する（Ｓ６）。The difference between the maximum level KSLi and the average level SLi thus obtained is compared with the background BGL i to determine whether or not there is knocking (S6).
即ち、ＢＧＬ ｉ十α＜ＫＳｉ−３Ｌｉであるときには
、ノッキングが発生していると判定しくＳ ７ ） 、
ＢＧＬｉ≧ＫＳＬｉ −ＳＬｉ十α（α（ましきい値）
であるときには、ノッキングが発生していないと判定す
る（Ｓ８）。この機能かノッキング判別手段に相当する
。That is, when BGL i+α<KSi−3Li, it is determined that knocking has occurred (S 7 );
BGLi≧KSLi −SLi ten α (α (threshold value)
If so, it is determined that knocking has not occurred (S8). This function corresponds to a means for determining knocking.
前記バックグラウンドレベルＢＧＬ ｉは、上記当該Ｂ
ＧＬ ｉと比較される最大レベルＫＳｉ と平均レベル
ＳＬｉとの差を、上記のノッキング判別でノッキング無
しと判定されたときに次式により加重平均演算して求め
られる（Ｓ９）。The background level BGL i is the background level BGL i.
The difference between the maximum level KSi compared with GL i and the average level SLi is determined by weighted average calculation using the following equation when it is determined that there is no knocking in the knocking determination described above (S9).
Ｘ Ｘかか
るノッキング判別によれば、最大レベルＫＳｉと平均レ
ベルＳＬｉとの差は、基本的に振動レベルの最大値と平
均値との差の総和であり、ノッキング発生時には、前述
したノッキング振動の局所的に振動レベルが増大すると
いう特性により、この差は増大する。X According to this knocking determination, the difference between the maximum level KSi and the average level SLi is basically the sum of the differences between the maximum value and the average value of the vibration levels, and when knocking occurs, the local knocking vibration described above This difference increases due to the characteristic of increasing vibration levels.
一方、バックグラウンドレベルＢＧＬｉは、非ノツキン
グ時における最大レベルＫＳｉと平均レベルＳＬｉとの
差の総和の加重平均値である。On the other hand, the background level BGLi is a weighted average value of the sum of the differences between the maximum level KSi and the average level SLi during non-knocking.
したがって、ノッキング発生時には、（ＫＳｉＳＬｉ）
の値はＢＧＬｉに比較して十分大きな値となり、レベル
の小さい信号に対しても、正確なノッキング判別を行え
る。Therefore, when knocking occurs, (KSiSLi)
The value of is sufficiently large compared to BGLi, and knocking can be accurately determined even for signals with low levels.
そして、本発明に係る構成として、ノッキングに対する
寄与率の高い特定周波数を複数選択し、周波数成分毎に
気筒別及び機関回転数領域別に設定されたばらつきを回
避した周波数寄与率を用いて重み付けを行って総和を採
るようにしたためノッキング検出精度か著しく向上する
。Then, as a configuration according to the present invention, a plurality of specific frequencies with a high contribution rate to knocking are selected, and each frequency component is weighted using a frequency contribution rate that avoids variations set for each cylinder and each engine speed region. Since the total sum is calculated, the knocking detection accuracy is significantly improved.
尚、本実施例では、周波数分析区間内で所定時間毎にサ
ンプリングして最大レベルと平均レベルとを求めてノッ
キング強度判別を行う構成としたか、これに限られるも
のではない。例えば、従来−船釣なノッキング検出方式
に、適用した例として、全区間における周波数成分毎の
積分値に周波数寄与率を乗じた値の総和を全振動成分の
非ノツキング判定時の積分値で設定されるバックグラウ
ンドレベルと比較することによってノッキング判別を行
ってもよい。In the present embodiment, the knocking intensity is determined by sampling at predetermined time intervals within the frequency analysis section and determining the maximum level and average level, but the present invention is not limited to this. For example, as an example applied to the conventional knocking detection method used in boat fishing, the sum of the integral values for each frequency component in the entire interval multiplied by the frequency contribution rate is set as the integral value when determining non-knocking of all vibration components. Knocking may be determined by comparing with the background level.
次に、ノッキング振動特性をより正確に捕らえて機械振
動との区別をより明確にしてノッキング判別を行う実施
例について説明する。Next, an embodiment will be described in which knocking is determined by more accurately capturing knocking vibration characteristics and clearly distinguishing them from mechanical vibrations.
このものでは、平均レベルＳＬｉの演算に際し、前記実
施例同様にして求めた周波数別の強度平均値の総和を、
強度変化補正係数ＫＬＰなる値で補正を行う。また、Ｂ
ＧＬ ｉの演算に際し、重み付けＸを強度変化補正係数
ＫＬＰの関数として設定する。前記強度補正係数ＫＬＰ
を設定するルーチンを第８図のフローチャートに従って
説明する。In this method, when calculating the average level SLi, the sum of the intensity average values for each frequency obtained in the same manner as in the above embodiment is
Correction is performed using a value called intensity change correction coefficient KLP. Also, B
When calculating GL i, the weighting X is set as a function of the intensity change correction coefficient KLP. The intensity correction coefficient KLP
The routine for setting will be explained according to the flowchart of FIG.
まず、第３図の８１同様にして周波数成分別の強度を所
定時間毎にサンプリングした後（Ｓｌｌ）、該周波数分
析区間に入って初めて求められる各特定周波数成分の強
度（ｆｏｏ、Ｌｏ・・・ｆ、、）を、夫々初期値として
記憶する（Ｓ１２）。First, after sampling the intensity of each frequency component at predetermined time intervals in the same manner as 81 in FIG. 3 (Sll), the intensity of each specific frequency component (foo, Lo... f, , ) are respectively stored as initial values (S12).
そして、各周波数成分毎に記憶された初期値か夫々変わ
らず、前記周波数分析区間において一定レベルの強度が
続くと仮定し、このときの前記強度の積分値の時間軸変
化を標本周期と前記初期値とに基づいて設定し、これを
規範変化特性とする（Ｓ１３）。Then, assuming that the initial value stored for each frequency component does not change and the intensity continues at a constant level in the frequency analysis interval, the time axis change of the integrated value of the intensity at this time is calculated as the sampling period and the initial value. This is set based on the value and is set as the standard change characteristic (S13).
次に、実際に入力される各周波数成分毎に求められる強
度の時間的推移（第７図参照）に基づき、かかる強度を
それぞれに時間軸上に標本周期ごとに積分し、周波数分
析区間内における強度変化の特性を検出する（Ｓ１４）
。Next, based on the time course of the intensity determined for each frequency component that is actually input (see Figure 7), the intensity is integrated for each sample period on the time axis, and Detect characteristics of intensity change (S14)
.
そして、前述のように強度が不変であると仮定して得た
各周波数成分毎の規範変化特性と、実際に検出された各
周波数成分毎の強度積分値の変化の特性とを比較する（
Ｓ １５）。Then, as mentioned above, the standard change characteristics for each frequency component obtained assuming that the intensity does not change are compared with the characteristics of the change in the intensity integral value for each frequency component that are actually detected (
S15).
ここで、規範変化特性は、強度変化がないことを前提と
しているのでリニアに増大することになるか、これに対
し、実際の検出信号に基づいて得た強度積分値の変化特
性か合致しない場合には、その周波数成分にノッキング
振動が含まれているために、一定の強度で安定していな
いものと推定される。そこで、周波数成分別に所定時間
毎に強度積分値が規範変化特性に合致しているか否かを
判定し、検出区間内で合致しない場合の総数Ｃをカウン
タで計測する。Here, the standard change characteristic assumes that there is no change in intensity, so it will increase linearly, or if it does not match the change characteristic of the intensity integral value obtained based on the actual detection signal. It is presumed that the frequency component of the oscilloscope contains knocking vibration, so it is not stable at a constant intensity. Therefore, it is determined whether the intensity integral value matches the standard change characteristic for each frequency component at predetermined time intervals, and the total number C of cases where the integrated value does not match within the detection interval is measured by a counter.
そして、前記総数Ｃに応じて強度変化補正係数ＮＬＰを
設定する。具体的には、総数Ｃが大きいほど、ノッキン
グ振動が含まれる割合が大きいのでノッキング判定がな
されやすくなる方向、つまり平均レベルＳＬｉを減少さ
せて最大レベルＫＳｉ との差を増大させるべく小さい
値に設定する（Ｓ１６）。Then, the intensity change correction coefficient NLP is set according to the total number C. Specifically, the larger the total number C, the greater the proportion of knocking vibrations included, so it is set to a smaller value in order to make it easier to determine knocking, that is, to decrease the average level SLi and increase the difference from the maximum level KSi. (S16).
そして、上記のようにして設定された強度変化補正係数
ＮＬＰにより、平均レベルＳＬｉを次式のように前記実
施例で求めた値に強度変化補正係数ＫＬＰを乗じて補正
して設定する。Then, using the intensity change correction coefficient NLP set as described above, the average level SLi is corrected and set by multiplying the value obtained in the above embodiment by the intensity change correction coefficient KLP as shown in the following equation.
５Ｌｉ＝ （ＫＦ０／ｍΣｆ、ｏ＋ＫＦ、／ｍΣｆ、、
十・−−ＫＦ、 ／ｍΣｆ、、、） −ＫＬＰまた、
バックグラウンドレベルＢＧＬ ｉの更新演算に使用さ
れる重み付は係数Ｘを、強度補正係数ＫＬＰの関数とし
て設定する。具体的には、ＫＬＰか大きいほどノッキン
グ振動を含む割合が小さいから、そのときのＫＳｉ−３
Ｌｉの重みを大きくしてＢＧＬｉを演算すべく、重み付
は係数Ｘを小さい値として設定する。5Li= (KF0/mΣf, o+KF, /mΣf,,
10・−KF, /mΣf,,,) −KLPAlso,
For the weighting used in the calculation of updating the background level BGL i, the coefficient X is set as a function of the intensity correction coefficient KLP. Specifically, the larger the KLP, the smaller the proportion of knocking vibration included, so the KSi-3 at that time
In order to calculate BGLi by increasing the weight of Li, the weighting coefficient X is set to a small value.
このように、強度補正係数ＫＬＰを用いることにより、
ノッキングの強度変化特性を捕らえて更に高精度にノッ
キング検出を行える。In this way, by using the intensity correction coefficient KLP,
By capturing the knocking intensity change characteristics, knocking can be detected with higher accuracy.
尚、本実施例ては、強度変化補正係数ＫＬＰを平均レベ
ルを補正する値として設定したか、最大レベルを補正す
る値として設定してもよい。In this embodiment, the intensity change correction coefficient KLP is set as a value for correcting the average level, or may be set as a value for correcting the maximum level.
また、以上示した実施例では、周波数寄与率を気筒と機
関回転数をパラメータとする三次元マツプテーブルから
の検索によって高精度に求めたか、メモリ量削減のため
、基本となる周波数寄与率に気筒別にばらつきを補正す
るための補正係数と、機関回転数領域別にばらつきを補
正するための補正係数とを掛は合わせて補正するように
してもよい。更に、本発明は気筒別と機関回転数領域別
との一方のみに応じて周波数寄与率を設定するものを含
み、それだけても相当の精度向上を図れる。In addition, in the embodiments shown above, the frequency contribution factor was either found with high precision by searching from a three-dimensional map table with cylinders and engine speed as parameters, or the basic frequency contribution factor was A correction coefficient for correcting variations separately and a correction coefficient for correcting variations for each engine rotational speed region may be multiplied together for correction. Further, the present invention includes setting the frequency contribution rate according to only one of cylinders and engine speed regions, and even this alone can significantly improve accuracy.
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によると、振動センサから
の検出信号から複数の特定周波数成分の強度を、気筒別
や機関回転数領域別に設定された周波数寄与率を用いて
補正した値を用いてノッキング判別を行う構成としたた
め、ノッキング判別精度を可及的に高めることができる
という効果が得られる。<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, the intensity of a plurality of specific frequency components from the detection signal from the vibration sensor is corrected using frequency contribution factors set for each cylinder and each engine speed region. Since the knocking determination is performed using the calculated value, the knocking determination accuracy can be improved as much as possible.
第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステムブロック図、第３図は同上
実施例におけるノッキング検出制御の内容を示すフロー
チャート、第４図及び第５図はそれぞれ同上実施例にお
ける特定周波数成分毎の強度のサンプリングの様子を示
すタイムチャート、第６図は同上実施例における周波数
スペクトルの一例を示す線図、第７図は同じく周波数成
分毎に記憶される周波数寄与率のマツプテーブル、第８
図は別の実施例におけるノッキング検出制御の内容を示
すフローチャート、第９図は従来のノッキング検出装置
の一例を示すブロック図である。
１・・・ノックセンサ（振動センサ） ２・・・Ａ
／Ｄ変換器 ３・・・くし形フィルタ ４・・・遅
延回路 ５・・・加算器 ６ａ〜６ｅ・・・共振器
７・・・マイクロコンピュータ ８・・・クランク角
センサ
特許出願人 日本電子機器株式会社
代理人 弁理士 笹 島 富二雄
第４図
第５図FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is a system block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a flowchart showing the details of knocking detection control in the above embodiment, and FIGS. FIG. 5 is a time chart showing how the intensity is sampled for each specific frequency component in the above embodiment, FIG. 6 is a diagram showing an example of the frequency spectrum in the above embodiment, and FIG. 8th map table of frequency contribution ratios to be stored
FIG. 9 is a flowchart showing the details of knocking detection control in another embodiment, and FIG. 9 is a block diagram showing an example of a conventional knocking detection device. 1...Knock sensor (vibration sensor) 2...A
/D converter 3...Comb filter 4...Delay circuit 5...Adder 6a to 6e...Resonator 7...Microcomputer 8...Crank angle sensor patent applicant Nippon Electronics Agent Co., Ltd. Patent Attorney Fujio SasashimaFigure 4Figure 5
Claims (1)
、 該振動センサの検出信号から複数の特定周波数成分を抽
出する特定周波数成分抽出手段と、該特定周波数成分抽
出手段で抽出された複数の特定周波数成分の強度を夫々
所定区間内でサンプリングする強度サンプリング手段と
、 特定周波数成分毎に当該特定周波数成分のノッキングに
寄与する周波数寄与率を気筒別及び機関回転数領域別の
少なくとも一方に応じて設定する周波数寄与率設定手段
と、 前記強度サンプリング手段によりサンプリングされた複
数の特定周波数成分の強度を夫々前記周波数寄与率記憶
手段により設定された対応する周波数寄与率で補正する
強度補正手段と、 前記強度補正手段によって補正された複数の特定周波数
成分の強度に基づいてノッキングの有無を判別するノッ
キング判別手段と、を含んで構成されたことを特徴とす
る内燃機関のノッキング検出装置。[Scope of Claims] A vibration sensor attached to an engine body to detect engine vibration, a specific frequency component extracting means for extracting a plurality of specific frequency components from a detection signal of the vibration sensor, and the specific frequency component extracting means an intensity sampling means for sampling the intensity of each of the extracted plurality of specific frequency components within a predetermined interval; a frequency contribution rate setting means for setting according to at least one of the frequency contribution ratios; and an intensity for correcting the intensities of the plurality of specific frequency components sampled by the intensity sampling means with corresponding frequency contribution ratios respectively set by the frequency contribution rate storage means. A knocking detection device for an internal combustion engine, comprising: a correction means; and a knocking determination means for determining the presence or absence of knocking based on the intensity of a plurality of specific frequency components corrected by the intensity correction means. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2201336A JPH0635941B2 (en) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Knocking detection device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2201336A JPH0635941B2 (en) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Knocking detection device for internal combustion engine |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12806495A Division JP2632659B2 (en) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | Knock detection device for internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0486532A true JPH0486532A (en) | 1992-03-19 |
| JPH0635941B2 JPH0635941B2 (en) | 1994-05-11 |
Family
ID=16439332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2201336A Expired - Lifetime JPH0635941B2 (en) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Knocking detection device for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635941B2 (en) |
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|---|---|
| JPH0635941B2 (en) | 1994-05-11 |
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