JPS60151523A - Detector for knock of internal combustion engine - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ノック現象に対応する有効信号が少くとも１
つの基準信号と比較され、前記有効信号が前記基準信号
を所定のように上まわる際に横、比信号が送出され、そ
の際、前°記基準信号が出力列に相応してディジタルフ
ィルタにより形成される内燃機関のノック検出装置であ
って、ノックセン？を儂え、信号の時間的振幅経過を得
るため目動増幅度調整な竹う復調回路を備え、ノック現
象に対応するＭｉＪ記有効イぎ号を形成するため積分器
およびＡ　／　Ｄ変換器が後置恢続されており、また前
記有効信号と基準１百号を比較するシーケンス制御装置
を１肩えている、内燃機関のノック検出装置に閃する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention provides a method in which the effective signal corresponding to a knock phenomenon is at least one
when the effective signal exceeds the reference signal in a predetermined manner, a transverse ratio signal is emitted, in which case the reference signal is formed by a digital filter in accordance with the output sequence. Knock sensor is a knock detection device for internal combustion engines. It is equipped with a bamboo demodulation circuit with variable amplification adjustment in order to obtain the time course of the amplitude of the signal, and an integrator and an A/D converter to form the MiJ effective signal corresponding to the knock phenomenon. The knock detection device of the internal combustion engine is connected to the knock detection device of the internal combustion engine and is equipped with a sequence control device that compares the valid signal with the standard No. 100.

従来技術 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３１３７０１６号公報
により、内燃機関のノック検出方法および装置は既に公
知である。この公知の方法および装置においては、ノッ
ク＃１．象に対応する有効信号を少くとも１つの基準゛
信号と比較し、有効値・号が基準信号を所定のように上
まわる際に検出信号を送出する。その原、基準信号は、
出力信号列に相応してディジタルフィルタを用いて形成
される。BACKGROUND OF THE INVENTION A method and a device for detecting knocks in internal combustion engines are already known from DE 31 37 016 A1. In this known method and apparatus, knock #1. A valid signal corresponding to the event is compared with at least one reference signal, and a detection signal is issued when the valid value exceeds the reference signal in a predetermined manner. The source, the reference signal, is
It is formed using a digital filter in accordance with the output signal train.

発明が解決しようとする間馳点 この独の装置を回路技術的に実現する除、この装置の回
路装置およびそれに対応して設けられるマイクロプロセ
ンサの供給電圧が異なることが問題である。回路装置の
供給電圧は、その際少くとも９ｖである。その結果、１
２Ｖのバッテリ電圧を有する目勤軍内における作動の際
変化したバッテリ電圧と供給電圧との間で十分な電位差
がもはや得られなくなってしまう。なぜなら少くとも１
つの電圧調整段を供給電圧の前に挿入しなければならな
いからである。このことにより、バッテリ電圧の変化は
、回路装置に影響を及ぼし、ノック検出に誤差が生じる
。The problem to be solved by the invention is that, apart from realizing this unique device in terms of circuit technology, the supply voltages of the circuit arrangement of this device and the correspondingly provided microprocessors are different. The supply voltage of the circuit arrangement is then at least 9V. As a result, 1
During operation in a power supply with a battery voltage of 2 V, a sufficient potential difference between the changed battery voltage and the supply voltage is no longer available. because at least 1
This is because two voltage regulation stages must be inserted before the supply voltage. As a result, changes in battery voltage affect the circuit arrangement, causing errors in knock detection.

本発明のＢ題は、全回路装置とその回路装置に設けられ
るマイクロプロセラー丈が１つの統一された供給電圧で
動作可能であり、従って、自動車のバッテリー′亀圧の
変動の影響を受けずに確実なノック検出およびノック調
整を可能とする内燃機関のノック検出装置を提供するこ
とである。The B feature of the present invention is that the entire circuit device and the micro processor installed in the circuit device can operate with one unified supply voltage, and are therefore not affected by fluctuations in the voltage of the car battery. An object of the present invention is to provide a knock detection device for an internal combustion engine that enables reliable knock detection and knock adjustment.

間粗点を解決するための手段　ゝ 上記の課題は、本発明によれは、全装置を１つの統一さ
れた供給電圧によって電気的に駆動し、積分器とＡ／Ｄ
＆俟器との間に１百号増幅器を接続することによって解
決される。Means for Solving the Interval Rough Point According to the present invention, the entire device is electrically driven by one unified supply voltage, and the integrator and A/D
This can be solved by connecting a No. 100 amplifier between the &

実施例 第１図に示ｊ実施例においては、ノックセンサ１は、調
整増幅器２と帯域フィルタ３を介して復調器４に接続さ
れている。復調器４の出力側は、一方では調整器５を介
して調整増幅器２に接続されており、他方では積分器６
に接続されている。積分器６の出力側は、信号増幅器１
５を介してＡ　／　Ｄ　ｉ換器Ｉに接続されてし・る。Embodiment In the embodiment shown in FIG. 1, a knock sensor 1 is connected to a demodulator 4 via a regulating amplifier 2 and a bandpass filter 3. The output of the demodulator 4 is connected on the one hand via a regulator 5 to a regulating amplifier 2 and on the other hand to an integrator 6.
It is connected to the. The output side of the integrator 6 is connected to the signal amplifier 1.
5 to the A/D i converter I.

Ａ　／　Ｄ　変換器１の出力側は、一方ではディジタル
フィルタ８に接続されており、他方で（ま比較装置９の
一方の入力側に接続されてし・る。比較装置９は、ディ
ジタル比較器として構成すると有利である。ディジクル
フィルタ８の出力＊Ｕま、比較装置９の他方の入力軸に
接続されて（・る。The output of the A/D converter 1 is connected on the one hand to a digital filter 8 and on the other hand to one input of a comparator 9. The output *U of the digital filter 8 is connected to the other input shaft of the comparator 9.

積分器６、Ａ／Ｄ変換器７およびディジタルフィルタ８
は、シーケンス制御装置１０（有オリにはマイクロプロ
セッサにより構成される）によって制御される。シーケ
ンス制御装置１０（まその出力側１１にノックの有無を
表わす検出１６号を供給する。さらに、シーケンス制御
装置１０には、比較装置９および回転数発信器１２（有
利には機関回転数発信器）からの１ｊｌＪ御信号か加わ
る。Integrator 6, A/D converter 7 and digital filter 8
is controlled by a sequence controller 10 (possibly constituted by a microprocessor). The sequence control device 10 is supplied with a detection signal 16 indicating the presence or absence of a knock at the output 11 of the engine.The sequence control device 10 is also equipped with a comparison device 9 and a speed transmitter 12 (preferably an engine speed transmitter). 1jlJ control signal from ) is added.

第１′図に示す装置は次のように動作する：ノツクセン
サ１から送出された信号は、ＮＪｉｉＪＷｉＷＡ器２に
おいてす・＝・幅され、帯域フィルり３に惧ｎ８される
。帯域フィルり３は、他のノイズ（周ｌ皮数）に対して
優先的にノック信号を復調器４へ供給する。この復調器
４は豊流器として構成１−ることかできる。実質的に低
域フィルりの待１１を有する調整器５にて、俊刺された
・１百号力・ら調整量が形成される。その際この調整量
は、ノてクセンｔ１から供給される信号が大きい場合に
は調整増幅器２の増幅度が小さく、ノックセンサ１から
供給される信号か／］・さい場合には調整増幅器２の増
幅度が大きくなるように形成される。ノックセンサ１の
４６号の振幅が機関の（ロ）転数と共に増大するので、
目勤増幅度調聚によって、調整増幅器２または後脚Ｉ！
２１路４の出力信号が十分に一足となるようにし、機関
回転数に依存しないようにする。積分器６において、ク
ランク軸に同期した測定時間間隔（Ｍθ５ｓｆｅｎｓｔ
ｅｒ）の間ｈｘ器４の出力電圧は０から積分される。The device shown in FIG. 1' operates as follows: the signal sent out from the knock sensor 1 is widened by the NJiiJWiWA device 2 and sent to the bandpass filter 3. The band filter 3 supplies the knock signal to the demodulator 4 preferentially over other noises (period number). This demodulator 4 can be configured as a flow enhancer. The adjustment amount is formed by the adjuster 5 which has a substantially low-frequency filter 11. At this time, this adjustment amount is such that when the signal supplied from the knock sensor 1 is large, the amplification degree of the adjustment amplifier 2 is small, and when the signal supplied from the knock sensor 1 is It is formed to increase the degree of amplification. Since the amplitude of No. 46 of knock sensor 1 increases with the (b) rotation speed of the engine,
Adjustment amplifier 2 or rear leg I! depending on the amplification level adjustment.
The output signal of the 21st path 4 is made to be sufficiently constant so that it does not depend on the engine speed. In the integrator 6, the measurement time interval (Mθ5sfenst
er), the output voltage of the hx unit 4 is integrated from 0.

測定時間間隔は、回転数発信器１２に依存してシーケン
ス制御装置１０によって形成される。The measurement time interval is formed by the sequence control device 10 as a function of the rotational speed transmitter 12 .

シーケンス制御装置１０は測定時間間隔に相応して積分
器６を制御する。測定時間間隔の終了と共に、積分器６
の増幅された出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器７においてディ
ジタル化される。その際、シーケンス制御装置１０はＡ
　／　Ｄ変換のため゛の貼合を送出し、かつＡ／Ｄ笈換
の昶了馨指示する信号をＡ　／　Ｄ　Ｋ換器７から受取
る。ノックセン＋ｊ１は、各燃焼サイクルに対して相応
の信号を供給する。これらの信号は、Ａ／Ｄ変換器７に
おいて数列に変換され℃デイゾクルフィルタ８０入力側
に供給される。このディジタルフィルタ８は、低域フィ
ルりの特性ン有する１次のディジタルフィルりとしてｍ
＝されて（Ｘる。ディジタルフィルり８は、出力信号列
を送出する。この出力信号列の１１［１は、ディジタル
比較装置９において、Ａ　／　Ｄ　Ｒ換器７によってデ
ィジタル化された実際の測定１＠と比較される。The sequence controller 10 controls the integrator 6 in accordance with the measurement time interval. Upon the end of the measurement time interval, the integrator 6
The amplified output voltage is digitized by an A/D converter 7. At that time, the sequence control device 10
/D conversion, and receives a signal instructing the completion of A/D conversion from the A/D K converter 7. Noksen+j1 supplies a corresponding signal for each combustion cycle. These signals are converted into a numerical sequence by the A/D converter 7 and supplied to the input side of the °C dizoelectric filter 80. This digital filter 8 has m as a first-order digital filter having characteristics of a low-pass filter.
= ( Compare with measurement 1@.

第２図に示す芙施例は、第１図に示した実施例とは次の
点で相違して（・る。即ち、第２図の実施例では、ディ
ジタルフィルり８は、マイクロプロセッサとして構成さ
れて（・るシーケンス制御装置１０により形成されてお
り、比較装置９はシーケンス制御装置１０の中に含まれ
て（・る。Ａ　／　Ｄ笈換器７は７−ケンス制（ｉＩ１
１装置１０にディジタル化された測定１１１ｉ’ｌ供給
する。シーケンス制御装置１０内で行われるンリンタ゛
数に相応する計数過程は、シリンダの検出に依存して行
やれるが、この計数過程によって、Ａ／Ｄ′変換器７の
ディジタル化された出力信号は、各シリンダ毎に設けら
れているメモリに供給される。ノックセンサによって供
給されるそれぞれ個々の測定１１１ｔに対して新たに決
められる基準信号は、ディジタルフィルタの形式のソー
ケンス１ｔｉｌＪ御装置１０により、次式 １式％（） に従って算出される。上記の式において、ｙ（ｔ工）は
そのもｂｉの昇出された基準値であり、ｉは１ｖＡ々の
シリンダの燃焼サイクルの序数７表わし、ｘ（ｔ工）は
Ａ　／　Ｄ　変換器７からシーケンス制御装置１０へ送
出されたディジタル化された測定餉を表わし、ｋは係数
であって、この係数により実際の測定イ１ま新たな基準
器を形成するために皿みづげされる。係数には経験的に
められ、この係数ｋを回転数または負荷に依存して選定
するのが望ましい。この係ｉｋ＆Ｌノット（シーケンス
制御装置１０のレジスタにおける実際の測定（１ｘ（ｔ
ｉ）のシフト）の数によって決定され、これにより係数
にはその都度２で除算される、ＪｉｌＩＪち係数には０
，５；０，２５；０，１２５等の値となる。実際の測定
ｆｌ［ｊｘ（ｔｌ）は比較されそれに基いて、実際の測
定値Ｘ（ｔｉ）が基準値よりも選定可能な係数だけ大き
いか否かが検出される。実際の測定値か基準値よりも選
定可能な係数だけ大きい場合、燃焼がノックとして評１
曲され、これを１６号出力側１１の信号が相応して示す
。The embodiment shown in FIG. 2 differs from the embodiment shown in FIG. 1 in the following points: In the embodiment shown in FIG. The comparator 9 is included in the sequence control device 10.
1 equipment 10 is supplied with digitized measurements 111i'l. A counting process corresponding to the number of printers carried out in the sequence control device 10, which takes place depending on the detection of the cylinder, causes the digitized output signal of the A/D' converter 7 to be It is supplied to a memory provided for each cylinder. The newly determined reference signal for each individual measurement 111t supplied by the knock sensor is calculated by the sensor controller 10 in the form of a digital filter according to the following equation %(). In the above equation, y(t) is the elevated reference value of its bi, i represents the ordinal number 7 of the combustion cycle of each cylinder of 1vA, and x(t) is the A/D converter 7. represents the digitized measuring device sent from 1 to the sequence control device 10, where k is a coefficient by which the actual measuring device 1 is counterbalanced to form a new reference device. The coefficient is determined empirically, and it is desirable to select this coefficient k depending on the rotational speed or load. This coefficient ik&L knot (actual measurement in the register of the sequence controller 10 (1x(t
i), which is determined by the number of shifts), whereby the coefficients are each divided by 2, and the coefficients are divided by 0.
, 5; 0, 25; 0, 125, etc. The actual measurements fl[jx(tl) are compared and based thereon it is detected whether the actual measured value X(ti) is greater than the reference value by a selectable factor. If the actual measured value or reference value is greater by a selectable factor, the combustion is evaluated as knocking.
16, which is correspondingly indicated by the signal at output 11.

ノックのある燃焼の検出は計昇ユニット内でシリンダ毎
に行われる。その際、各シリンダに対応する、各メモリ
に記憶された基準値が呼出され、実際の測定園に依存せ
ずに新たに計算される。ノック検出信号１１により各７
リングに対して点火時点が個々に定められ、その結果、
各シリンダにおけるノック燃焼をノック調整によって除
去することができる。Detection of combustion with knock takes place cylinder by cylinder in the metering unit. In this case, the reference value stored in each memory, which corresponds to each cylinder, is recalled and newly calculated, independent of the actual measuring field. 7 each by the knock detection signal 11.
The ignition point is determined individually for the ring, so that
Knock combustion in each cylinder can be eliminated by knock adjustment.

わかりやすくするため、全装置が５■の杭−された供＋
ｂｘ圧を有していることは図示されていない。これによ
り、目勤車のバッテリー電圧の変動の影響な受けない良
好な供給篭・圧の調整およびノック調整が可能となる。For clarity, all equipment is equipped with 5■ stakes.
It is not shown that it has a bx pressure. This makes it possible to properly adjust the supply basket/pressure and knock adjustment without being affected by fluctuations in the battery voltage of the service car.

信号増幅器１５は、Ａ／Ｄ笈侯器１の変換′４Ｑ囲がｅ
ミとんと完全に利用できるようにする。The signal amplifier 15 converts the conversion '4Q' of the A/D controller 1 into e.
Miton and be fully available.

基準ｆ鎗としては、上述のように出力信号列ｙ（ｔｉ）
が用いられる。しかしｆＷｙ（ｔよ−、）モ用いること
ができ、る。この値においては実際の測定値は出力列に
含まれていない。さらに、ｙ（ｔｌ−□）がノック検出
に用いられ、相応の測定（１１１Ｘ（ｔニー１）がノッ
クのある燃焼として検出される場合には、実際の測定値
Ｘ（ｔｉ）を新たな基準ＩＶｉｙ（ｔ工）の形成の際に
抑圧することも可能である。これは、係数ｋがこの当該
の測定値に対してちょうど０にセントされることにより
行われる。こうした手段により、基準値がノックのある
燃焼の際に過度に強（上昇することが防止される。As the reference f, as mentioned above, the output signal sequence y(ti)
is used. However, fWy(tyo-,) can also be used. At this value, no actual measured values are included in the output column. Furthermore, if y(tl-□) is used for knock detection and the corresponding measurement (111X(t knee 1) is detected as a combustion with knock, then the actual measured value It is also possible to suppress it in the formation of IViy(t). This is done by setting the coefficient k exactly to 0 for this measured value in question. By such means, the reference value Excessive strength (rise) is prevented during combustion with knock.

発明の効果 本発明の装置によれは、ノンクン従米の装置に比して一
層確笑に検出することができる。供彪篭圧を低減し信号
増幅器を適切な個所Ｉｌ？：＃入接続することにより、
全回路装置および所属のマイクロプロセッサは、１つの
杭−された５ｖの供鞄篭圧で動作可能となる。Ａ　／　
Ｄ変換器の制御範囲はそれにより完全に維持され、その
結果、ノック検出の後に行われるノック５歪動作は、内
燃＠関の点火か可能である間は完全に行うことができる
。ノック検出の１＝独ｉＹ上けるためにバンチｖ　１！
圧の監視娶ル＜ことかできる。Effects of the Invention The device of the present invention can detect warps more reliably than the device of Nongkun Jyo. Is it possible to reduce the supply pressure and place the signal amplifier in an appropriate location? :# By connecting
The entire circuitry and associated microprocessor can be operated with a single supply voltage of 5V. A/
The control range of the D-converter is thereby maintained completely, so that the knock 5 distortion operation that takes place after knock detection can take place completely as long as internal combustion ignition is possible. 1 of knock detection = Bunch v 1 to raise German iY!
It is possible to monitor the pressure.

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

第１図は、本発明の第１夷ｙｉ！ｉ？ｌｌの回路画成を
示す図、兜２図は本発明の第２実施例の回路捕取を示す
図を表わす。 １・・・ノックセンサ、２・・調整増幅器、３・・帯域
フィルタ、４・・復調器、５・・調整器、６・・積分器
、７・・Ａ　／　Ｄ変換器、８・・−ディジタルフィル
タ、９・・比較装置、１０・・シーケンス制御装置、１
２・・回転数発信器、１５・・信号増ｇ器代理人　弁理
士　矢　封　敏　ｋFIG. 1 shows the first example of the present invention! i? Figure 11 shows the circuit configuration, and Figure 2 shows the circuit configuration of the second embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Knock sensor, 2...Adjustment amplifier, 3...Band filter, 4...Demodulator, 5...Adjuster, 6...Integrator, 7...A/D converter, 8...- Digital filter, 9... Comparison device, 10... Sequence control device, 1
2. Rotation speed transmitter, 15. Signal intensifier Patent attorney Satoshi Yafu K

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、　ノック現象に対応する有効信号が少くとも１つの
基準信号と比較され、前記有効信号が前記基準信号を所
定のように上まわる隙にり比信号が送出され、その原、
前記基準１ｇ号力出力信号列に相応してディジタルフィ
ルり（８）により形成される内燃１依関のノック徳仕装
置であって、ノックセン′＋ｊ（１）を儒え、信号の時
間的振幅Ｍ過を得るため目動瑠幅展調整を行う俵調回路
（２，３；４．５）を訴え、ノック現象に対応する前記
有効信号を丼成するため積分器（６）およびＡ　／　Ｄ
　震侠娑（１）が後置接続されており、また前記有天信
号と基準信号χ比較する７−ケンス制御小！（１０）を
備えている、内燃機関のノン３検出装置において、全装
置が１つの軌−さ；た供ｆ＃ｉ篭圧によって電気的に駆
動され、槓づｆｉ’（ｂｉ）とＡ／Ｄ変換器（１）との
間に信号増幅器（１５）が接続されていることを特徴と
する、内燃′機関のノック検出装置。 ２、ディジタルフィルタ（８）が実質的に低域フィルタ
の特性を有する、特許請求の範囲第１項記載のノック検
出装置。 ［３，基準信号が次式 ％式％（１） によって算出され、その際（ｙ（ｔｉ））は基準信号、
０）はそれぞれのシリンダの燃焼サイクルの序数、（ｘ
（ｔよ））はＡ　／　Ｄ震侠器（７）によってディジタ
ル化された瞬時の槓分器匍、１（ｋ）は係数であって、
この係数によって、瞬時のディジタル化された償分器触
が新たな基準値ビ形成するために貞みうげされる、待針
、　請求の４１！、囲第２項記載のノック検出装置。 ；４．係数（ｋ）が内燃機関の回転数および／また・　
、」ま負荷状態に依存する、特Ｆｉ！ｆ縛求の範囲第６
１　’ＪＡ記載のノック検出装置。 ト５．基準信号の形成に出力信号列（７（ｔｉ−□〕）
が用いられ、その結果瞬時の燃焼サイクルの値が基準信
号内に含まれない、特許請求の範囲゛第３項または第４
項記載のノック検出装置。 ６、係数（ｋ）は、ｉｔ算ユニット（１０）のレジスタ
内のディジタル化された積分器値のンント（変＃）の数
によって決められる、特許請求の範囲第６項から第５項
までのいずれかに記載のノック検出装置。 Ｚ　ノックのある燃焼時に、次の燃焼サイクルのディジ
タル化された積分器値を、基準信号形成のために用いな
い、特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれかに
記載のノック検出装置。 ８、各シリンダに対して個別にノック咲出が行われ、そ
の除各７リングに対応する基準信号、はそれぞれンータ
ンス制御装置（１０）内に設けられたメモリに記憶され
る、＠計請求の範囲第１項から第７項までのいずれかに
記載のノック検出装置。[Claims] 1. A valid signal corresponding to a knock phenomenon is compared with at least one reference signal, and a gap ratio signal is sent out in which the valid signal exceeds the reference signal in a predetermined manner; original,
The internal combustion one-dependent knock control device is formed by a digital filter (8) in accordance with the reference 1g power output signal train, and the knock sensor '+j (1) is generated, and the temporal amplitude of the signal is The control circuit (2, 3; 4.5) performs the adjustment of the width of the movement in order to obtain the M error, and the integrator (6) and the A/D to form the effective signal corresponding to the knock phenomenon.
Zhenqiao (1) is connected afterward, and also compares the presence signal with the reference signal χ, a 7-ken control small! (10) In the internal combustion engine non-3 detection device, the whole device is electrically driven by one rail; A knock detection device for an internal combustion engine, characterized in that a signal amplifier (15) is connected between a D converter (1) and a signal amplifier (15). 2. The knock detection device according to claim 1, wherein the digital filter (8) has substantially the characteristics of a low-pass filter. [3, The reference signal is calculated by the following formula % formula % (1), in which case (y(ti)) is the reference signal,
0) is the ordinal number of the combustion cycle of each cylinder, (x
(t)) is the instantaneous value digitized by the A/D converter (7), 1(k) is the coefficient,
By means of this coefficient, an instantaneous digitized compensator is used to form a new reference value, 41! , the knock detection device according to item 2 below. ;4. The coefficient (k) is the rotational speed of the internal combustion engine and/or
,” Depends on the load condition, special Fi! f constraint range 6th
1' Knock detection device described in JA. G5. Output signal sequence (7(ti-□)) to form the reference signal
is used, so that the value of the instantaneous combustion cycle is not included in the reference signal.
Knock detection device as described in section. 6. The coefficient (k) is determined by the number of digitized integrator values in the register of the IT arithmetic unit (10). The knock detection device according to any one of the above. Z. Knock detection according to any one of claims 1 to 6, wherein during combustion with knock, the digitized integrator value of the next combustion cycle is not used for reference signal formation. Device. 8. Knock blooming is performed individually for each cylinder, and the reference signals corresponding to each of the 7 rings are stored in the memory provided in the momentum control device (10). The knock detection device according to any one of the ranges 1 to 7.