JPS6033026A - Method and device for detecting knocking of internal combustion engine - Google Patents

Method and device for detecting knocking of internal combustion engine

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JPS6033026A
JPS6033026A JP14269683A JP14269683A JPS6033026A JP S6033026 A JPS6033026 A JP S6033026A JP 14269683 A JP14269683 A JP 14269683A JP 14269683 A JP14269683 A JP 14269683A JP S6033026 A JPS6033026 A JP S6033026A
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determination
smoothing
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忠由 牧野
Ichiro Maki
一郎 槙
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Abstract

PURPOSE:To improve the detection precision of knocking and simplify the circuit by detecting a sensor output higher than a knocking decision level. CONSTITUTION:A decision on a specific crank angle at which a reference crank signal is generated by a sensor 24, i.e. top dead center or not is made. When the decision result is positive, the period is calculated from the current time and the time of the last top dead center and the time corresponding to each crank angle is calculated on the basis of the calculated period. Then, an analog switch 32 is closed and a switch 34 is opened; and the output of a BPF12 is applied to one input of a comparator 22 and the current knocking decision level is supplied to the other input of the comparator 22 through a D/A converter 20. Then, when it is decided that the output of the BPF12 in a knocking decision section exceeds the analog conversion voltage as the knocking decision level, a decision on the occurrence of knocking is made.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関のノッキング検出方法および装置に
係り、特に、ノンキング抑制装置を備えた自動車用エン
ジンに用いるのに好適な、エンジンの振動等からノッキ
ングを検出するための内燃機関のノッキング検出方法お
よび装置の改良に関づる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and device for detecting knocking in an internal combustion engine, and is particularly suitable for use in an automobile engine equipped with a non-king suppressor, for detecting knocking from engine vibrations, etc. This invention relates to improvements in knocking detection methods and devices for internal combustion engines.

内燃機関の点火時期は、その出力性能および燃費性能と
密接な関係があることが知られており、ノッキング発生
時に点火時期を遅角側に制御づることによって、点火時
期をノッキング限界近傍の最適点火時期に制御するよう
にした、ノッキングJrtI制装置を備えた自動車用エ
ンジンが知られでいる。
It is known that the ignition timing of an internal combustion engine is closely related to its output performance and fuel efficiency, and by controlling the ignition timing to the retarded side when knocking occurs, the ignition timing can be adjusted to the optimal ignition near the knocking limit. An automobile engine equipped with a knocking JrtI control device is known.

このノッキング抑制装置においては、例えば工等を検出
うるノッキングセンサを配設し、該ノッキングセンサの
出力が、予め設定されたノッキング判定レベルより大き
くなったことがらノッキングが発生していることを検知
づるようにしている。
This knocking suppression device is equipped with a knocking sensor that can detect, for example, mechanical work, etc., and detects that knocking has occurred when the output of the knocking sensor becomes larger than a preset knocking determination level. That's what I do.

前記ノッキング判定レベルとして、従来は、ノッキング
センサの出力信号を整流し、平滑化した信号を定数倍し
、更に、オフセット電圧を加えたものを用いるようにし
ている。このようなノッキング判定レベルを用いた場合
には、ノッキングセンサの出力信号の平均レベルの変化
に応じてノッキング判定レベルも変化するため、ノイズ
の影響を受け鮎いと4いう特徴を有ブる。
Conventionally, as the knocking determination level, a signal obtained by rectifying and smoothing the output signal of the knocking sensor is multiplied by a constant, and further, an offset voltage is used. When such a knocking determination level is used, the knocking determination level also changes according to a change in the average level of the output signal of the knocking sensor, and therefore, the knocking determination level is affected by noise and has the characteristic that it is difficult to understand.

しかしながら、従来は、ノッキングセンサ出力の平均レ
ベルの検出を、全てのクランク角度位置で行なっていた
ため、平滑化されたノッキングセンサの出力レベルが、
第1図に示づ如く、ノッキ′ ングの有無及び強さに応
じて局所的に変化すると、これに応じてノッキングセン
サ出力の平均レベルVa+も、第2図に実線AT−示づ
如く変動してしまい、特に、ノッキングが強くなるほど
ノッキング判定レベルが上昇して、ノッキングの検出性
能が低下づるという問題点を有していた。
However, in the past, the average level of the knocking sensor output was detected at all crank angle positions, so the smoothed knocking sensor output level was
As shown in Fig. 1, when there is a local change depending on the presence or absence of knocking and its intensity, the average level Va+ of the knocking sensor output also changes accordingly, as shown by the solid line AT- in Fig. 2. In particular, there is a problem in that the stronger the knocking, the higher the knocking determination level and the lowering the knocking detection performance.

又、前記のような処理をマイクロコンピュータを用いて
行なう場合、ノッキングセンサの出カイ5号を帯域通過
フィルタ(以下BPFと称する)に通した゛信号は、一
般に、数k Hzと周波数が高いため、これを直接アナ
ログ−デジタル変換(以下A/D変換と称する)づるこ
とは、マイクロコンピュータの負担が大きくなり、高速
、即ち高価なA、/Q変換器を必要とし、非現実的であ
る。そこで従来は、第3図に示ず如く、ノッキングセン
サ10の出力を[3PF12に通した後、整流回路14
および平滑回路16によって整流・平滑化した信号を、
低速のA/D変換器18で、例えば8ビツトのデジタル
信号に変換してフィクロコンピュータ30に取込み、こ
れを基に算出したノッキング判定レベルを、デジタル−
アナログ変換器(以下D/A変換器と称づる)20でア
ナログ電圧に変換し、比較器22で前記BPF12の出
力と比較して、ノッキング判定結果を得るようしている
In addition, when performing the above processing using a microcomputer, the signal obtained by passing the knocking sensor's output No. 5 through a band pass filter (hereinafter referred to as BPF) generally has a high frequency of several kHz, so Performing direct analog-to-digital conversion (hereinafter referred to as A/D conversion) would place a heavy burden on the microcomputer and would require high-speed, ie, expensive, A/Q converters, which is impractical. Therefore, conventionally, as shown in FIG.
and the signal rectified and smoothed by the smoothing circuit 16,
The low-speed A/D converter 18 converts the signal into, for example, an 8-bit digital signal and inputs it into the ficrocomputer 30, and the knocking judgment level calculated based on this is converted into a digital signal.
An analog converter (hereinafter referred to as a D/A converter) 20 converts the voltage into an analog voltage, and a comparator 22 compares it with the output of the BPF 12 to obtain a knocking determination result.

図において、24は、エンジンの各気筒の点火時期もし
くは上死点等の特定クランク角度位置を検出するための
基準クランク角度センサ、26は、該基準クランク角度
センサ24の出力を波形整形して前記マイクロコンピュ
ータ3oに入力するための波形整形回路である。
In the figure, 24 is a reference crank angle sensor for detecting the ignition timing of each cylinder of the engine or a specific crank angle position such as top dead center, and 26 is a reference crank angle sensor that shapes the output of the reference crank angle sensor 24 into a waveform. This is a waveform shaping circuit for inputting to the microcomputer 3o.

しかしながら、このような従来の装置においては、A/
D変換器18とD/A変換器2oが共に必要となり、回
路が複雑となって、コストも高くなるという問題点を有
していた。
However, in such conventional devices, A/
Both the D converter 18 and the D/A converter 2o are required, resulting in a complicated circuit and high cost.

本発明は、1irJ記従来の問題点を解消するへくなさ
れたもので、ノッキングの強さに拘らず適切なノッキン
グ判定レベルを設γすることができると共に、ノッキン
グ判定に際して他のノイズの影響を受けることがなくな
り、従って、ノッキングの検出精度を向上づることがで
きる内燃機関のノッキング検出方法を提供することを第
1の目的と覆る。
The present invention has been devised to solve the problems of the conventional methods mentioned above, and it is possible to set an appropriate knocking judgment level regardless of the strength of knocking, and also to reduce the influence of other noises when making a knocking judgment. The first object of the present invention is to provide a method for detecting knocking in an internal combustion engine, which can improve the accuracy of knocking detection.

本発明は、又、デジタル処理を行なうに際して、A/D
変換器によるA/D変換処理が不要であり、従って、回
路を簡素化して」ストダウンを図ることができる内燃機
関のノンキング検出装置を提供することを第2の目的ど
Jる。
The present invention also provides an A/D when performing digital processing.
A second object is to provide a non-king detection device for an internal combustion engine that does not require A/D conversion processing by a converter, and therefore can simplify the circuit and achieve "stop-down".

本発明は、エンジンの撮動等からノッキングを検出−4
るための内燃機関のノッキング検出方法においU、i4
図にその要旨を示づ如く、ノッキングが殆ど発生しない
ノイズ判定区間内でのノッキングセンサ出力の平均レベ
ルをめる手順と、該平均レベルに基づいてノッキング判
定レベルをめる手順と、ノッキングが主に発生づるノッ
キング判定区間内でのノッキングセンサ出力が、fru
記ノンキング判定レベルより大となったことがらノッキ
ングの発生を検知する手順と、を含むことにより、前記
第1の目的を達成したものである。
The present invention detects knocking from engine photography, etc.-4
U, i4 in the knocking detection method of an internal combustion engine for
As shown in the figure, there are two steps: determining the average level of the knocking sensor output within the noise determination section where knocking hardly occurs, determining the knocking determination level based on the average level, and determining the knocking determination level based on the average level. The knocking sensor output within the knocking judgment section that occurs in the fru
The first object is achieved by including a procedure for detecting the occurrence of knocking when the knocking is greater than the non-king determination level.

又、本発明の実施態様は、前記ノイズ判定区間を90〜
150’AT’DCとして、適切なノッキング判定レベ
ルが得られるようにしたものである。
Further, in an embodiment of the present invention, the noise determination section is set to 90 to
As 150'AT'DC, an appropriate knocking judgment level can be obtained.

更に、本発明の他の実施態様は、前記ノッキング判定区
間を10〜70″ATDCとして、適切なノッキング判
定が行なわれるようにしたものである。
Furthermore, in another embodiment of the present invention, the knocking determination section is set to 10 to 70'' ATDC so that an appropriate knocking determination can be made.

本発明は、又、エンジンの振動等からノッキングを検出
するだめの内燃機関のノッキング検出装置において、第
5図にその鼎旨閘成を示ブ如く、エンジンの振動、指圧
、音等を検出するノッキングセンサ又は共振型ノッキン
グセンサと、帯域通過フィルタを通過した前記ノッキン
グセンサ出力又は前記共振型ノッキングセンサ出力を整
流づる整流手段と、該整流手段出力を平滑化する平滑手
段と、ノッキングが主に発生Jるノッキング判定区間で
は、θ1′J記帯域通過フィルタ又は共振型ノッキング
センサの出力を比較手段に入力し、一方、ノッキングが
殆ど発生しないノイズ判定区間では、前記平滑手段の出
力を比較手段に入カブるためのスイッチ手段と、該スイ
ッチ手段出力が判定レベルより大となったことを検出づ
るための比較手段と、ノッキング判定区間での比較手段
出力に基づいてノッキングの有無を判定するノッキング
判定手段と、ノイズ判定区間での比較手段出力に基づい
てノッキングセンサ出力の平均レベルをめ、これからノ
ンキング判定レベルをめるノッキング判定レベル演算手
段と、を備えることにより、前記第2の目的を達成した
ものである。
The present invention also provides a knocking detection device for an internal combustion engine that detects knocking from engine vibration, etc., as shown in FIG. 5, which detects engine vibration, finger pressure, sound, etc. A knocking sensor or a resonant knocking sensor, a rectifying means for rectifying the knocking sensor output or the resonant knocking sensor output that has passed through a band-pass filter, and a smoothing means for smoothing the output of the rectifying means, in which knocking mainly occurs. In the knocking judgment section J, the output of the θ1'J bandpass filter or the resonant knocking sensor is inputted to the comparison means, while in the noise judgment section where almost no knocking occurs, the output of the smoothing means is inputted to the comparison means. a switch means for overturning, a comparison means for detecting that the output of the switch means is greater than a determination level, and a knocking determination means for determining the presence or absence of knocking based on the output of the comparison means in the knocking determination section. and a knocking determination level calculation means that calculates the average level of the knocking sensor output based on the comparison means output in the noise determination section and calculates the non-king determination level from this, thereby achieving the second object. It is.

又、A発明の実施態様は、前記平滑手段の時定数を0.
5〜2 m5ecの範囲に設定して、時定数が大き覆ぎ
ることによるノッキングセンサ出力の平均レベルの変動
および時定数が小さすぎることによる平滑化の不完全を
防止し、より3M切なノッキング判定レベルが得られる
ようにしたものである。
Further, in an embodiment of the invention A, the time constant of the smoothing means is set to 0.
Setting it in the range of 5 to 2 m5ec prevents fluctuations in the average level of the knocking sensor output due to large overlapping of the time constants and incomplete smoothing due to too small time constants, and achieves a knocking judgment level that is closer to 3M. It is designed so that it can be obtained.

本発明においては、ノイズ判定区間内でのノッキングセ
ンサ出力の平均レベルに基づいてノッキング判定レベル
をめ、ノッキング判定区間内でのノッキングセンサ出力
が、前記ノッキング判定レベルより大となったことから
ノッキングの発生を検知づるようにしたので、ノッキン
グの強さに拘らず適切なノッキング判定レベルが設定さ
れると共に、ノッキング判定に際して他のノイズの影響
を受番プることがなくなり、ノッキングの検出精度が向
上づる。
In the present invention, the knocking determination level is determined based on the average level of the knocking sensor output within the noise determining section, and when the knocking sensor output within the knocking determining section is greater than the knocking determining level, knocking is detected. Since the occurrence of knocking can be easily detected, an appropriate knocking judgment level can be set regardless of the strength of knocking, and the knocking detection accuracy is improved by eliminating the influence of other noises when judging knocking. Zuru.

又、本発明においては、ノッキング判定区間では、帯域
通過フィルタを通過したノッキングセンサ出力又は共振
型ノッキングセンサ出力を比較手段に入力し、一方、ノ
イズ判定区間では、整流手段及び平滑手段によって整流
・平滑化されたノッキングセンサ出力を比較手段に入力
するように4i成するとともに、ノッキング判定区間で
の比較手段出力に基づいてノッキングの有無を判定し、
更に、ノイズ判定区間での比較手段出力に基づいてノッ
キングセンサ出力の平均レベルをめ、これからノッキン
グ判定レベルをめるようにしたので、デジタル処理を行
なうに際して、A/D変換器によるAID変換処理が不
要となり、回路を簡素化してコストダウンを図ることが
できる。
Further, in the present invention, in the knocking determination section, the knocking sensor output or the resonant knocking sensor output that has passed the bandpass filter is input to the comparing means, while in the noise determining section, the output is rectified and smoothed by the rectifying means and the smoothing means. 4i is configured to input the converted knocking sensor output to the comparison means, and determines the presence or absence of knocking based on the comparison means output in the knocking determination section,
Furthermore, since the average level of the knocking sensor output is determined based on the output of the comparison means in the noise determination section, and the knocking determination level is determined from this, when performing digital processing, the AID conversion processing by the A/D converter is This makes it possible to simplify the circuit and reduce costs.

以下図面を参照して、本発明に係る内燃機関のノッキン
グ検出装置の実施例を詳細に説明覆る。
Embodiments of the knocking detection device for an internal combustion engine according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

本実施例は、第6図に示づ如く、ノンキングに起因づる
エンジンの振動、指圧、音答を検出するノキングセンサ
10と、該ノッキングセンサ1゜の出力から、ノッキン
グに起因−4”る、その特徴周波数近傍の周波数成分の
みを取出すB P F 1−2と、該BPF12の出力
を整流する整流回路14と、該整流回路14の出力を平
滑化する平滑回路16と、フィクロ」ンビータ30の出
力に応じて、ノッキングが主に発生するノッキング判定
区間(例えば10〜70″ATDC)では、前記BPF
I2の出力を比較器22に入力し、一方、ノッキングが
殆ど発生しないノイズ判定区間(例えば90〜150°
ATDC)では、前記平滑回路16の出力を比較器22
に入力するためのアナログスイッチ32.34と、該ア
ナログスイッチ32を通過した前記BPF12出力、又
は、アナログスイッチ34を通過した前記平滑回路16
出力が、D/A変換器20から入力される判定レベルよ
り大となったことを検出(゛るための比較器22と、エ
ンジンの各気筒の点火FrfJFJもしくは上死点等の
特定クランク角度を検出づるための基準クランク角度セ
ンサ24と、該基準クラ、ンク角度センサ24出力を波
形整形し、パルス状の基準クランク信号に変換するだめ
の波形整形回路26と、ノッキング判定区間での比較器
22出力に基づいてノッキングの有無を判定するノッキ
ング判定処理、および、ノイズ判定区間での比較器22
出力に基づいてノッキングセンサ70出力の平均レベル
Vll+をめ、これからノッキング判定レベルvthを
めるノッキング判定レベル演痺処理が行なわれるンイク
ロコンピュータ30と、該マイクロコンピュータ30か
ら出力される、例えば8ビツトのデジタル判定レベル信
号をアナログ信号に変換して前記比較+!122に入力
するためのD/A変換器20と、から構成されている。
As shown in FIG. 6, this embodiment includes a knock sensor 10 that detects engine vibration, finger pressure, and sound response caused by non-knocking, and a knock sensor 10 that detects -4" caused by knocking from the output of the knocking sensor 1°. , a BPF 1-2 that extracts only frequency components near its characteristic frequency, a rectifier circuit 14 that rectifies the output of the BPF 12, a smoothing circuit 16 that smoothes the output of the rectifier circuit 14, and a phycron beater 30. According to the output of
The output of I2 is input to the comparator 22, and on the other hand, the output of I2 is input to the comparator 22, and the
ATDC), the output of the smoothing circuit 16 is sent to a comparator 22.
analog switches 32 and 34 for inputting the output to the BPF 12 that has passed through the analog switch 32, or the smoothing circuit 16 that has passed through the analog switch 34.
The comparator 22 detects that the output is higher than the judgment level input from the D/A converter 20, and detects the ignition FrfJFJ of each cylinder of the engine or a specific crank angle such as top dead center. A reference crank angle sensor 24 for detection, a waveform shaping circuit 26 for shaping the output of the reference crank angle sensor 24 into a pulsed reference crank signal, and a comparator 22 in the knocking judgment section. Knocking determination processing that determines the presence or absence of knocking based on the output, and the comparator 22 in the noise determination section
A microcomputer 30 performs a knocking determination level simulation process that determines the average level Vll+ of the output of the knocking sensor 70 based on the output and then determines the knocking determination level vth based on the output, and an 8-bit, for example, output from the microcomputer 30. Convert the digital judgment level signal of + into an analog signal and compare +! 122.

前記平滑回路16は、第7図に詳細に示づ如く、抵抗値
Rの抵抗器16Aと、容tCのコンデンサ16Bから構
成されており、その時定数τ(=CH)が、0.5〜2
 m5ecとなるようにされている。
As shown in detail in FIG. 7, the smoothing circuit 16 is composed of a resistor 16A with a resistance value R and a capacitor 16B with a capacity tC, and its time constant τ (=CH) is 0.5 to 2.
m5ec.

ここで、平滑回路16の時定数τを0.5〜2m5ec
の範囲としているのは次のようなな理由に因る。
Here, the time constant τ of the smoothing circuit 16 is set to 0.5 to 2 m5ec.
The reason for this range is as follows.

即ち、エンジンのクランク角度に拘らず常時ノッキング
センサ10の出力の平均レベルをめている従来の平滑回
路のように、この平滑回路の時定数τをほぼ200 m
5ecと長い値に設定づると、本発明においてはノイズ
判定を、ノッキングが殆ど発生しないノイズ判定区間内
でのみ行なっているにも拘らず、第8図に示す如く、平
滑回路16の出力レベルがエンジンのクランク角度に依
らずほぼ一定となり、このノイズ判定区間内での平均レ
ベルVmも、ノッキングの有無により変動してしまう。
In other words, unlike the conventional smoothing circuit that constantly calculates the average level of the output of the knocking sensor 10 regardless of the engine crank angle, the time constant τ of this smoothing circuit is set to approximately 200 m.
If the value is set to a long value of 5ec, the output level of the smoothing circuit 16 will increase as shown in FIG. The noise level Vm is approximately constant regardless of the crank angle of the engine, and the average level Vm within this noise determination section also varies depending on the presence or absence of knocking.

従って、これを基に算出するノッキング判定レベルvt
hも同様に変動して、ノッキングの検出性能が低下する
おそれがある。これに対して、時定数2“を小さくし、
例えば、τ=0.8m5ecとすると、同じく第8図に
示した如く、ノイズ判定区間内には、ノッキングの影響
によるレベル変動が出なくなるため、前出第2図に一点
鎖線Bで示J如く、ノッキングの大さ゛さによらず、ノ
イズ判定区間内でのノッキングセンサ出力の平均レベル
Vmが一定となる。従って、ノッキングの大きさによら
ずノッキング判定レベルVthを@適値に設定づること
ができ、検出性能が向上できる。一方、時定数τを小さ
くしすぎて、例えばτ−0,1secとJると、同じく
第8図に示した如(、平滑化が不完全となり、A/D変
換の精度を低下させてしまう。よって、時定数τとして
は、0.5〜2m5eCの範囲が最適となる。
Therefore, the knocking judgment level vt calculated based on this
There is a possibility that h will similarly vary, and the knocking detection performance will deteriorate. On the other hand, by reducing the time constant 2",
For example, if τ = 0.8 m5ec, as shown in Fig. 8, there will be no level fluctuations due to the influence of knocking within the noise judgment section, so as shown by the dashed line B in Fig. 2 above. Regardless of the magnitude of knocking, the average level Vm of the knocking sensor output within the noise determination section remains constant. Therefore, the knocking determination level Vth can be set to an appropriate value regardless of the magnitude of knocking, and detection performance can be improved. On the other hand, if the time constant τ is made too small, for example τ-0,1 sec, the smoothing will be incomplete and the accuracy of A/D conversion will be reduced, as shown in Figure 8. Therefore, the optimum time constant τ is in the range of 0.5 to 2 m5eC.

以下作用を説明する。The action will be explained below.

本実施例における各処理は、第9図に示づ′ような流れ
図に従って実行される。即ち、まずステップ110で、
前記基準クランク角度センサ24がら基準クランク信号
が発生されでいる特定クランク角度、例えば上死点であ
るが否かを判定する。
Each process in this embodiment is executed according to the flowchart shown in FIG. That is, first in step 110,
It is determined whether or not the reference crank angle sensor 24 is at a specific crank angle at which a reference crank signal has been generated, for example at top dead center.

判定結果が正である場合には、ステップ112に進み、
現在の時刻と前回の上死点の時刻から、その周期を算出
する。次いでステップ114に進み、その値を基に、ノ
ッキング判定区間の開始クランク角度、例えば10°A
 T D C1その終了クランク角度、例えば70’A
TDC,および、ノイズ判定区間の開始クランク角度、
例えば9o″A −IDC,その終了クランク角度、例
えば150′A■DCに対応づる時刻を算出づる。次い
でステップ116に進み、前記アナログスイッチ32を
閑、アナログスイッチ34を曲にセットし、前記比較器
22の一方の入力に、前記BPF12出力、が加えられ
るようにする。次いでステップ118に進み、その時の
ノッキング判定レベルythを前記D7/′A変換器2
0に出力づる。次いでステップ120に進み、ノッキン
グ判定開始クランク角度10°ATDCになるまで待つ
。ステップ120の判定結果が正である場合、即ち、1
0°A丁DCを過ぎたと判断される時には、ステップ1
22に進み、前記比較器22の出力を判定する。この判
定は、ノッキング判定区間が終了するまで、即ち、ステ
ップ124でノッキング判定終了クランク角度70°A
TDCを過ぎIcことが判定されるまで行なわれる。ス
テップ124の判定結果が正である場合には、ステップ
126に進み、前出ステップ122において、比較器2
2が出力を発生したこと、即ち、ノッキング判定区間内
のBPF12の出力が、ノッキング判定レベルythの
アナログ変換電圧より大となったことが判定された時に
は、ノッキング有りと判定して、判定結果を出力する。
If the determination result is positive, proceed to step 112;
The period is calculated from the current time and the previous top dead center time. Next, the process proceeds to step 114, and based on that value, the starting crank angle of the knocking determination section, for example, 10°A is determined.
T D C1 its ending crank angle, e.g. 70'A
TDC, and the starting crank angle of the noise determination section,
For example, the time corresponding to 9o''A-IDC, the ending crank angle, for example 150'A■DC, is calculated.Next, the process proceeds to step 116, where the analog switch 32 is set to off, the analog switch 34 is set to music, and the comparison is made. The BPF 12 output is applied to one input of the D7/'A converter 22. Next, the process proceeds to step 118, where the knocking judgment level yth at that time is applied to the D7/'A converter 2.
Outputs to 0. Next, the process proceeds to step 120 and waits until the knocking determination start crank angle reaches 10° ATDC. If the determination result in step 120 is positive, that is, 1
When it is determined that 0°A to DC has passed, step 1
Proceeding to step 22, the output of the comparator 22 is determined. This determination continues until the knocking determination section ends, that is, at step 124, the knocking determination ends at a crank angle of 70°A.
This is repeated until TDC is passed and Ic is determined. If the determination result in step 124 is positive, the process proceeds to step 126, and in step 122, the comparator 2
2 has generated an output, that is, when it is determined that the output of the BPF 12 within the knocking determination section has become larger than the analog conversion voltage of the knocking determination level yth, it is determined that there is knocking and the determination result is Output.

ツチ32を開、アナログスイッチ34を開にセットし、
前記比較器22の一方の入力に、前記平滑回路16の出
力が加えられるようにJる。次いでステップ130に進
み、ノイズ判定開始クランク角度90°A T D C
を過ぎたか否かを判定J゛る。
Open the switch 32, set the analog switch 34 to open,
The output of the smoothing circuit 16 is applied to one input of the comparator 22. Next, the process proceeds to step 130, where the noise determination start crank angle is 90°A T D C
It is determined whether or not the period has passed.

判定結果が正である場合には、ステップ132に進み、
その時の比較器22の一方の入力、即ち平滑回路16出
力を、例えば逐次比較法によりA/′D変換する。次い
でステップ134に進み、前出ステップ132でA/D
変換されたwiVadを、例えば次式のようになまし計
算ツーることによって平均化して、平均レベルV 01
をめる。
If the determination result is positive, proceed to step 132;
One input of the comparator 22 at that time, ie, the output of the smoothing circuit 16, is A/'D converted by, for example, the successive approximation method. Next, the process proceeds to step 134, where the A/D
The converted wiVad is averaged by smoothing calculation as shown in the following formula, and the average level V 01
I put it on.

VIIli=VIIl ;−+十(Vad−Vltl 
t−+) /’AI−(1)ここで、■1は今回の演算
v5果、Vllll−+は前回の演算結果、Wはなまじ
係数である。
VIIli=VIIl;-+ten(Vad-Vltl
t-+) /'AI-(1) Here, ■1 is the v5 result of the current calculation, Vllll-+ is the result of the previous calculation, and W is the rough coefficient.

次いでステップ136に進み、ノイズ判定終了クランク
角度150°A −r D Cを過ぎたか否かを判定す
る。判定結果が否である場合には、前出ステップ132
に戻り、ステップ132および134を繰返り。
Next, the process proceeds to step 136, where it is determined whether the crank angle 150°A-rDC at which the noise determination ends has been exceeded. If the determination result is negative, step 132 described above
Return to and repeat steps 132 and 134.

−h、前出ステップ136の判定結果が正である場合、
即ち、ノイズ判定区間が終了したと判断される時には、
ステップ138に進み、その時の演算結果Vmiを用い
て、次式によりノッキング’II定レベルvthを締出
して、前出ステップ110に戻る。
-h, if the determination result of step 136 above is positive,
That is, when it is determined that the noise determination section has ended,
Proceeding to step 138, using the calculation result Vmi at that time, the knocking 'II constant level vth is shut out according to the following equation, and the process returns to step 110.

V目+=VmiXK+O3++++m (2)ここでに
、O8はそれぞれ定数である。
Vth+=VmiXK+O3++++m (2) Here, O8 is a constant.

萌出第9図に示したルーチンのステップ132における
、逐次比較法によるA /′D変換は、具体的に(よ、
第10図に示づようなA/D変換変換ルナ−チンって行
なわれる。即ち、まずステップ210で、レジスタA、
Bに零をセットする。次%)でステップ212で、レジ
スタCに2進数で1oooooo。
The A/'D conversion by the successive approximation method in step 132 of the routine shown in FIG.
An A/D conversion as shown in FIG. 10 is performed. That is, first in step 210, register A,
Set B to zero. At step 212, 1oooooo is stored in register C in binary.

(8ビツトの例)をセットづる。次いでステップ214
に進み、レジスタAとレジスタCの論理和をレジスタ已
に入れる。次いでステップ216で、該レジスタBのデ
ータを前記D /’ A変換器20に判定レベルとして
出力する。次いでステップ218に進み、この詩の比較
器22の出力がオンであるか否か、即ち、平滑回路16
出力の被変換電圧が、前記D/A変換器20出力の判定
レベル(D、/′A変換値)よりも大きいか否かを判定
4る。判定結果が正である場合には、ステップ220で
、レジスタAに8の値(即ちレジスタAとCの論理和)
を入れる。ステップ220終了後、或は前出ステップ2
18の判定結果が否である場合には、ステップ222に
進み、レジスタCを1ビツトもヘシフトする。次いで2
24に進み、ステップ222の結果、レジスタCIfi
零となったか否かを判定づる。判定結果が否である場合
には、前出ステップ214に戻り、ステップ214〜2
22を繰返J。
(8-bit example). Then step 214
Proceed to , and put the logical sum of register A and register C into the register. Next, in step 216, the data in the register B is outputted to the D/'A converter 20 as a determination level. Next, the process proceeds to step 218, in which it is determined whether the output of the comparator 22 for this poem is on or not, that is, the smoothing circuit 16
It is determined whether the output voltage to be converted is larger than the determination level (D, /'A conversion value) of the D/A converter 20 output. If the determination result is positive, in step 220, a value of 8 is set in register A (i.e., the logical sum of registers A and C).
Put in. After step 220 or step 2 above
If the result of the determination at step 18 is negative, the process proceeds to step 222, where the register C is shifted by one bit. then 2
24, as a result of step 222, the register CIfi
Determine whether it has become zero. If the determination result is negative, the process returns to step 214 and steps 214 to 2
Repeat 22J.

一方、前出ステップ224の判定結果が正である場合に
は、ステップ226に進み、その時のレジスタAの値、
即ち平滑回路16出力のΔ/D変検値をメモリに格納し
て、このルーチンを終了づる。
On the other hand, if the determination result in step 224 is positive, the process proceeds to step 226, where the value of register A at that time is
That is, the Δ/D modified value of the output of the smoothing circuit 16 is stored in the memory, and this routine is ended.

このように、D/A変換器20と比較器22を用いて、
ノッキング判定とA /′D変換の両方の処理を行なわ
せることにより、従来必要CあったA/DD換器が不要
となり、コストダウンが実現できる。
In this way, using the D/A converter 20 and the comparator 22,
By performing both knocking determination and A/'D conversion, an A/DD converter, which was conventionally required, is no longer required, and costs can be reduced.

本実施例においては、ノイズ判定区間を90〜150°
ATDCに設定し、ノッキング判定区間を10へ70’
A−rDcに設定しているので、ノッキングの強さによ
らず適切なノッキング判定レベルが設定でき、しかも、
ノッキング判定に際して、他のノイズの影響を受けるこ
とがなく、適切具体的な設定範囲は、これに限定されな
い。
In this example, the noise determination section is set to 90 to 150 degrees.
Set to ATDC and set the knocking judgment section to 10 to 70'
Since it is set to A-rDc, an appropriate knocking judgment level can be set regardless of the strength of knocking, and
The knocking determination is not influenced by other noises, and the appropriate specific setting range is not limited to this.

又、本実施例においては、平滑回路16の時定数τを0
.5〜2 m5ecの範囲に設定しているので、時定数
が大きづぎることによるノッキングセンサ出ツノの平均
レベルVl11の変動や、時定数が小さすぎることによ
る平)H化の不完全が防止され、より適確なノッキング
判定レベルを設定づることができる。
Further, in this embodiment, the time constant τ of the smoothing circuit 16 is set to 0.
.. Since it is set in the range of 5 to 2 m5ec, fluctuations in the average level Vl11 of the knocking sensor output due to the time constant being too large and incomplete H conversion due to the time constant being too small are prevented. , it is possible to set a more accurate knocking judgment level.

尚、前記実施例においては、エンジンの振動をそのまま
検出するノッキングセンサ10と、該ノッキングセンサ
10出力の、ノッキングに起因覆る、その特徴周波数近
傍の周波&成分のみ通過させるBPFI 2とが組合わ
せて用いられてぃIこが、これらの代わりに共振型ノッ
キング型センサを用いることも可能である。
In the above embodiment, the knocking sensor 10 that directly detects engine vibration is combined with the BPFI 2 that passes only the frequencies and components near the characteristic frequency of the knocking sensor 10 output that is caused by knocking. Although these are used, it is also possible to use a resonant knocking type sensor instead of these.

以上説明した通り、本発明によれば、ノッキングの強さ
に拘わらず適切なノッキング判定レベルが設定されると
ともに、ノッキング判定に際して他のノイズの影響を受
りることがなくなり、ノッキングの検出精度を向上する
ことができる。又、デジタル処理を行なうに際して、A
 、、′D変変器器よるA/D変換処理が不要どなり、
従来必要であったA/D変換器が不要となって、回路を
簡素化Jることができ、」ストダウンを図ることが可能
となる等の優れた効果を有づる。
As explained above, according to the present invention, an appropriate knocking determination level is set regardless of the strength of knocking, and the knocking determination is not influenced by other noises, thereby improving the accuracy of knocking detection. can be improved. Also, when performing digital processing, A
,,' A/D conversion processing by a D transformer is unnecessary,
This eliminates the need for an A/D converter, which was required in the past, making it possible to simplify the circuit and have excellent effects such as making it possible to reduce power consumption.

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

第1図は、従来例における。クランク角度と平滑化され
たノッキングセンサ出力レベルの関係の例を示す絵図、
第2図は、従来例および本発明の実施例における、ノッ
キングの強さとノッキングセンサ出力の平均レベルの関
係の例を比較して示づ線図、第3図は、従来のノッキン
グ検出装置の一例の構成を示すブロック線図、第4図は
、本発明に係る内燃機関のノッキング検出方法の要旨を
示す流れ図、第5図は、同じく本発明に係る内燃機関の
ノッキング検出装置の要旨構成を示ずブロック線図、第
6図は、本発明に係る内燃機関のノッキング検出装置の
実施例の構成を示すブロック線図、第7図は、前記実施
例で用いられている平滑回路の構成を示−づブロック線
図、第8図は、前記実施例におCブる、波形整形回路出
力と時定数τを変えた場合の平滑回路出力の関係の例を
示す線図、第9図は、前記実施例で用いられているマイ
クロ」ンビュータ内の処理手順を示1流れ図、第10図
は、同じく、逐次比較法によるA/D変換の手順を示ず
流れ図である。 Vm・・・ノッキングセンサ出力の平均レベル、VLl
l・・・ノッキング判定レベル、10・・−ノッキング
センサ、 12・・・帯域通過フィルタ(8PF)、14・・・整
流回路、 16・・・平滑回路、20・・・デジタル−
アナログ(D 、、−′A )変換器、22・・・比較
器、 24・・・基準クランク角度センサ、 26・・・波形整形回路、 30・・・マイクロコンピュータ、 32.34・・・アナロクスイッチ。 代理人 高 矢 論 (ほか1名) 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 出力 。 第7図 0− 第8図 n 第9図 第10図
FIG. 1 shows a conventional example. A pictorial diagram showing an example of the relationship between crank angle and smoothed knocking sensor output level,
FIG. 2 is a diagram comparing an example of the relationship between the knocking strength and the average level of the knocking sensor output in a conventional example and an example of the present invention, and FIG. 3 is an example of a conventional knocking detection device. FIG. 4 is a flowchart showing the gist of the internal combustion engine knocking detection method according to the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing the gist of the internal combustion engine knocking detection device according to the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the knocking detection device for an internal combustion engine according to the present invention, and FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the smoothing circuit used in the embodiment. FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the output of the waveform shaping circuit and the output of the smoothing circuit when the time constant τ is changed according to the above embodiment, and FIG. FIG. 1 is a flowchart showing the processing procedure in the microcomputer used in the embodiment, and FIG. 10 is a flowchart without showing the A/D conversion procedure using the successive approximation method. Vm...Average level of knocking sensor output, VLl
l... Knocking judgment level, 10...-Knocking sensor, 12... Band pass filter (8PF), 14... Rectifier circuit, 16... Smoothing circuit, 20... Digital-
Analog (D,, -'A) converter, 22... Comparator, 24... Reference crank angle sensor, 26... Waveform shaping circuit, 30... Microcomputer, 32.34... Analog switch. Agent Takaya Ron (and 1 other person) Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Output. Figure 7 0- Figure 8 n Figure 9 Figure 10

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)エンジンの振動等からノッキングを検出(るため
の内燃機関のノッキング検出方法において、ノッキング
が殆ど発生しないノイズ判定区間内でのノッキングセン
サ出力の平均レベルをめる手順と、該平均レベルに基づ
いてノッキング判定レベルをめる手順と、ノッキングが
主に発生するノッキング判定区間内でのノッキングセン
サ出力が、前記ノッキング判定レベルより大となったこ
とからノッキングの発生を検知づる手順と、を含むこと
を特徴とする内燃機関のノッキング検出方法。
(1) In an internal combustion engine knocking detection method for detecting knocking from engine vibrations, etc., there is a procedure for determining the average level of the knocking sensor output within a noise determination area where almost no knocking occurs, and a step of determining a knocking determination level based on the knocking determination level; and a step of detecting the occurrence of knocking because the knocking sensor output within the knocking determination section where knocking mainly occurs exceeds the knocking determination level. A method for detecting knocking in an internal combustion engine, characterized in that:
(2)前記ノイズ判定区間が、90〜150’ATDC
とされている特許請求の範囲第1項記載の内燃機関のノ
ッキング検出方法。
(2) The noise determination section is 90 to 150' ATDC.
A method for detecting knocking in an internal combustion engine according to claim 1.
(3)前記ノッキング判定区間が、10〜70″A T
’ D Cとされている特許請求の範囲第1項記載′\
の内燃機関のノッキング検出方法。
(3) The knocking determination section is 10 to 70″A T
' D C as stated in claim 1'\
A method for detecting knocking in internal combustion engines.
(4)エンジンの振動等からノッキングを検出するため
の内燃機関のノッキング検出装置において、エンジンの
振動、指圧、音等を検出するノッキングセンサ又は共振
型ノッキングセンサと、帯域通過フィルタを通過した前
記ノッキングセンサ出力又は前記共振型ノッキングセン
サ出力を整流づる整流手段と、該整流手段出力を平滑化
する平滑手段と、ノッキングが主に発生ずるノッキング
判定区間では、前記帯域通過フィルタ又は共振型ノッキ
ングセンサの出力を比較手段に入力し、一方、ノッキン
グが殆ど発生しないノイズ判定区間では、前記平滑手段
の出力を比較手段に入力するだめのスイッチ手段と、該
スイッチ手段出力が判定レベルより大となったことを検
出づるための比較手段と、ノッキング判定区間での比較
手段出力に基づいてノッキングの有無を判定Jるノッキ
ング判定手段と、ノイズ判定区間での比較手段出力に基
づいてノッキングセンサ出力の平均レベルをめ、これか
らノッキング判定レベルをめるノツキング判定レベル演
算手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関のノッキ
ング検出装置。
(4) A knocking detection device for an internal combustion engine for detecting knocking from engine vibration, etc., which includes a knocking sensor or a resonant knocking sensor that detects engine vibration, finger pressure, sound, etc., and the knocking that has passed through a band-pass filter. A rectifying means for rectifying the sensor output or the output of the resonant knocking sensor; a smoothing means for smoothing the output of the rectifying means; and a smoothing means for smoothing the output of the rectifying means; is input to the comparison means, and on the other hand, in a noise determination section where almost no knocking occurs, a switch means is provided for inputting the output of the smoothing means to the comparison means, and a switch means is provided to input the output of the smoothing means to the comparison means, and a switch means for inputting the output of the smoothing means to the comparison means, and a switch means for inputting the output of the smoothing means to the comparison means, and a switch means for inputting the output of the smoothing means to the comparison means, and a switch means for inputting the output of the smoothing means to the comparison means. a knocking determination means for determining the presence or absence of knocking based on the output of the comparison means in the knocking determination section; and a knocking determination means for determining the average level of the knocking sensor output based on the output of the comparison means in the noise determination section. A knocking detection device for an internal combustion engine, comprising: a knocking determination level calculation means for calculating a knocking determination level from the knocking determination level.
(5)前記平滑手段の時定数が、0.5〜2ms’ec
の範囲に設定されている特許請求の範囲第4項記載の内
燃機関のノッキング検出装置。
(5) The time constant of the smoothing means is 0.5 to 2 ms'ec.
A knocking detection device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the knocking detection device is set within the range of .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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