KR100507205B1 - Knocking sensor mounting position determining method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 노킹 센서 장착 위치 설정 방법에 관한 것으로, 엔진의 각 실린더 별로 압력센서를 사용하여 노킹시의 압력을 검출하는 단계와; 엔진의 실린더 블록의 서로 다른 위치에 장착된 다수개의 가속도 센서를 이용하여 노킹시의 가속도를 검출하는 단계와; 각 실린더 별로 노킹시 검출된 압력신호 및 가속도신호들을 분석하여 상관관계가 좋은 순서대로 가속도센서들의 순위를 결정하는 단계와; 상기 가속도센서의 순위를 바탕으로 모든 실린더에 대한 노킹시 압력신호와 가속도신호의 상관관계가 가장 좋은 가속도센서를 결정하는 단계와; 상기 결정된 가속도센서의 위치를 노킹센서의 위치로 설정하는 단계를 포함하여 구성되어, 저렴한 비용 및 시간으로 최적의 노크 센서 장착 위치를 결정할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a knocking sensor mounting position setting method, comprising: detecting a pressure at knocking by using a pressure sensor for each cylinder of an engine; Detecting acceleration at knocking using a plurality of acceleration sensors mounted at different positions of the cylinder block of the engine; Analyzing the pressure signals and acceleration signals detected during knocking for each cylinder to determine the rank of the acceleration sensors in a good correlation order; Determining an acceleration sensor having the best correlation between the pressure signal and the acceleration signal when knocking on all cylinders based on the ranking of the acceleration sensor; It is configured to include the step of setting the determined position of the acceleration sensor to the position of the knock sensor, there is an effect that can determine the optimal knock sensor mounting position at a low cost and time.
Description
본 발명은 노킹 센서 장착 위치 설정 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 노킹 센서에 대한 최적의 장착 위치를 찾아내고 이 위치에 노킹 센서를 장착하도록 하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a knocking sensor mounting position setting method, and more particularly to a method for finding an optimal mounting position for the knocking sensor and mounting the knocking sensor in this position.
일반적으로, 가솔린엔진의 폭발행정은 우선 플러그의 스파크에 의하여 화염의 핵이 발생하고, 이 핵을 중심으로 화염이 주위로 퍼져나가는 과정을 거치게 되는데, 이때 플러그로부터 떨어진 부분의 혼합기가 연소되기 시작한 부분의 열과 압력에 의하여 자연발화하여, 연소실 전체의 가스가 순간적으로 연소하는 현상을 노킹이라고 한다.In general, the gasoline engine's explosion stroke first generates a flame nucleus by sparking a plug, and then spreads the flame around the nucleus, where the mixer from the plug begins to burn. The phenomenon of spontaneous combustion by the heat and pressure of the gas and the combustion of the gas in the entire combustion chamber instantaneously is called knocking.
상기한 노킹은 공진 반응으로써 연소에 의하여 발생하는 연소 압력파가 블록과 공진하여 엔진블록에서 타음 및 진동을 발생한다. 이때 발생되는 진동을 노킹센서로 측정하여 노킹강도를 계산 일정값 이상을 노킹으로 판단하고 노킹 발생시에 점화시기를 지각하여 엔진이 손상되는 것을 미연에 방지한다. The knocking is a resonance reaction, in which combustion pressure waves generated by combustion resonate with the block, resulting in burning and vibration in the engine block. The vibration generated at this time is measured by the knocking sensor to calculate the knocking strength. The knocking is judged to be a predetermined value or more, and the ignition timing is detected at the time of knocking to prevent the engine from being damaged.
상기한 노킹센서의 장착 위치는 대단히 중요하며 특정 실린더에 가까이 붙어 있을 경우 실린더간 민감도의 차이를 가져오므로, 실린더 마다 센서를 장착할 경우 정확한 노킹을 측정할 수 있으나 엔진을 생산할 경우에 비용이 많이 들기 때문에 최소 개수의 센서로 모든 실린더에서 발생하는 노킹을 측정할 수 있도록 노킹센서의 장착위치를 엔진 초기설계시에 설정할 필요가 있다.The mounting position of the knocking sensor is very important, and if it is close to a specific cylinder, the sensitivity of the cylinder is different. Therefore, when the sensor is mounted for each cylinder, accurate knocking can be measured, but it is expensive when producing an engine. Therefore, it is necessary to set the mounting position of the knocking sensor in the initial design of the engine so that the knocking occurring in all cylinders can be measured with the minimum number of sensors.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해소하기 위해 고안된 것으로, 노킹 센서에 대한 최적의 장착 위치를 찾아내고 이 위치에 노킹 센서를 장착함으로써 모든 실린더에서 발생하는 노킹을 최적으로 제어하여 엔진 수명 향상 및 소음 억제를 도모할 수 있고, 저렴한 비용 및 시간으로 최적의 노크 센서 장착 위치를 결정할 수 있는 노킹 센서 장착 위치 설정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is designed to solve the problems described above, by finding the optimum mounting position for the knocking sensor and by mounting the knocking sensor in this position to optimally control the knocking occurring in all cylinders to improve the engine life And it is an object of the present invention to provide a knocking sensor mounting position setting method that can achieve noise suppression, and determine the optimum knock sensor mounting position at a low cost and time.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노킹 센서 장착 위치 설정 방법은, 엔진의 각 실린더 별로 압력센서를 사용하여 노킹시의 압력을 검출하는 단계와; 엔진의 실린더 블록의 서로 다른 위치에 장착된 다수개의 가속도 센서를 이용하여 노킹시의 가속도를 검출하는 단계와; 각 실린더 별로 노킹시 검출된 압력신호 및 가속도신호들을 분석하여 상관관계가 좋은 순서대로 가속도센서들의 순위를 결정하는 단계와; 상기 가속도센서의 순위를 바탕으로 모든 실린더에 대한 노킹시 압력신호와 가속도신호의 상관관계가 가장 좋은 가속도센서를 결정하는 단계와; 상기 결정된 가속도센서의 위치를 노킹센서의 위치로 설정하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The knocking sensor mounting position setting method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of: detecting pressure during knocking by using a pressure sensor for each cylinder of the engine; Detecting acceleration at knocking using a plurality of acceleration sensors mounted at different positions of the cylinder block of the engine; Analyzing the pressure signals and acceleration signals detected during knocking for each cylinder to determine the rank of the acceleration sensors in a good correlation order; Determining an acceleration sensor having the best correlation between the pressure signal and the acceleration signal when knocking on all cylinders based on the ranking of the acceleration sensor; And setting the determined position of the acceleration sensor to the position of the knocking sensor.
상기 각 실린더 별로 노킹시 검출된 압력신호 및 가속도신호들을 분석하여 상관관계가 좋은 순서대로 가속도센서들의 순위를 결정하는 단계는, 각 실린더 별로 노킹시 검출된 압력신호 및 가속도신호들을 밴드패스필터링하는 단계와; 상기 밴드패스필터링된 압력신호 및 가속도신호들을 고속 퓨리에 변환(FFT)하는 단계와; 상기 고속 퓨리에 변환(FFT)된 신호들의 상관관계가 좋은 순서대로 가속도센서들의 순위를 결정하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. Analyzing the pressure signals and acceleration signals detected when knocking for each cylinder and ranking the acceleration sensors in a good correlation order, bandpass filtering the pressure signals and acceleration signals detected when knocking for each cylinder Wow; Fast Fourier transforming the bandpass filtered pressure and acceleration signals; And determining the ranking of the acceleration sensors in a good order of correlation between the fast Fourier transformed (FFT) signals.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 노킹 센서 장착 위치 설정 방법의 순서도이다. 상기 도 1에 도시된 단계(S1)에서는, 엔진의 각 실린더 별로 압력센서를 사용하여 노킹시의 압력을 검출한다.1 is a flowchart of a knocking sensor mounting position setting method according to the present invention. In step S1 shown in FIG. 1, the pressure at the time of knocking is detected using a pressure sensor for each cylinder of the engine.
이어서, 단계(S2)에서는, 엔진의 실린더 블록의 서로 다른 위치에 장착된 다수개(예를 들어, 9개)의 가속도 센서를 이용하여 노킹시의 가속도를 검출한다.Next, in step S2, the acceleration at the time of knocking is detected using a plurality of acceleration sensors (for example, nine) mounted at different positions of the cylinder block of the engine.
이어서, 단계(S3)에서는 1번 실린더내의 노킹 발생시 압력센서에 의해 검출된 압력신호 및 다수개의 가속도 센서에 의해 검출된 가속도신호들을 분석하고, 이어서 단계(S4)에서는 상기 단계(S3)의 분석결과를 이용하여 노킹압력과 노킹진동의 상관관계가 좋은 순서대로 가속도센서들의 순위를 결정한다.Subsequently, in step S3, the pressure signal detected by the pressure sensor and the acceleration signals detected by the plurality of acceleration sensors when knocking occurs in the first cylinder are analyzed. Then, in step S4, the analysis result of the step S3. The acceleration sensors are ranked in order of good correlation between knocking pressure and knocking vibration.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 1번 실린더내의 노킹 발생시 압력센서에 의해 검출된 압력신호 및 가속도신호들을 밴드패스필터링하고, 이어서 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 밴드패스필터링된 압력신호 및 9개의 가속도신호들을 고속 퓨리에 변환(FFT)한 다음, 상기 고속 퓨리에 변환(FFT)된 신호들의 상관관계가 좋은 순서대로 가속도센서들의 순위를 결정하는 것이다.That is, as shown in FIG. 2, when the knocking occurs in the cylinder 1, bandpass filtering of the pressure signal and the acceleration signals detected by the pressure sensor is performed. Then, as shown in FIG. 3, the bandpass filtered pressure signal and Nine acceleration signals are fast Fourier transformed (FFT), and then the acceleration sensors are ranked in order of correlation between the fast Fourier transformed (FFT) signals.
상기 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 노킹은 압력파의 실린더내 공진주파수 대역에서 큰 진폭을 가지며 이러한 주파수 대역의 진폭은 가속도센서에 그대로 영향을 주게 된다.As can be seen from FIG. 2, knocking has a large amplitude in the in-cylinder resonance frequency band of the pressure wave, and the amplitude of this frequency band affects the acceleration sensor as it is.
또한, 도 3에 도시된 압력신호의 주파수 분석결과와 9개의 가속도 신호의 주파수 분석결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 노킹 발생 주파수 대역은 실린더 블록의 공진 주파수 대역에서 동일하게 나타나며 가속도신호의 경우 주파수 대역은 같으나 각 주파수 별 크기만이 달라지는 것을 알 수 있다.In addition, as can be seen from the frequency analysis results of the pressure signals and the nine analysis results of the frequency signals shown in FIG. 3, the knocking frequency bands are the same in the resonant frequency band of the cylinder block. Is the same, but only the size of each frequency is different.
또, 도 3을 살펴보면 가속도센서 3번의 경우가 가장 민감하게 반응하며, 5, 6, 7번의 가속도센서들은 노킹을 측정할 수 없음을 알 수 있고, 이로부터 5, 6, 7번 가속도센서의 위치는 노킹센서의 장착위치로 적합하지 않음을 알 수 있다.In addition, referring to FIG. 3, the case of the acceleration sensor 3 is the most sensitive, and it can be seen that the acceleration sensors of 5, 6, and 7 cannot measure knocking. From this, the positions of the acceleration sensors of 5, 6, and 7 are detected. It can be seen that is not suitable as the mounting position of the knocking sensor.
한편, 단계(S5)에서는 2번 실린더내의 노킹 발생시 압력센서에 의해 검출된 압력신호 및 다수개의 가속도 센서에 의해 검출된 가속도신호들을 분석하고, 이어서 단계(S6)에서는 상기 단계(S5)의 분석결과를 이용하여 노킹압력과 노킹진동의 상관관계가 좋은 순서대로 가속도센서들의 순위를 결정한다.Meanwhile, in step S5, the pressure signal detected by the pressure sensor and the acceleration signals detected by the plurality of acceleration sensors when knocking occurs in the second cylinder are analyzed, and then in step S6, the analysis result of the step S5. The acceleration sensors are ranked in order of good correlation between knocking pressure and knocking vibration.
그리고, 단계(S7)에서는 3번 실린더내의 노킹 발생시 압력센서에 의해 검출된 압력신호 및 다수개의 가속도 센서에 의해 검출된 가속도신호들을 분석하고, 이어서 단계(S8)에서는 상기 단계(S7)의 분석결과를 이용하여 노킹압력과 노킹진동의 상관관계가 좋은 순서대로 가속도센서들의 순위를 결정한다.Then, in step S7, the pressure signal detected by the pressure sensor and the acceleration signals detected by the plurality of acceleration sensors when knocking occurs in the third cylinder are analyzed. Then, in step S8, the analysis result of the step S7. The acceleration sensors are ranked in order of good correlation between knocking pressure and knocking vibration.
또한, 단계(S9)에서는 4번 실린더내의 노킹 발생시 압력센서에 의해 검출된 압력신호 및 다수개의 가속도 센서에 의해 검출된 가속도신호들을 분석하고, 이어서 단계(S10)에서는 상기 단계(S9)의 분석결과를 이용하여 노킹압력과 노킹진동의 상관관계가 좋은 순서대로 가속도센서들의 순위를 결정한다.In addition, in step S9, the pressure signal detected by the pressure sensor and the acceleration signals detected by the plurality of acceleration sensors when knocking occurs in the fourth cylinder are analyzed. Then, in step S10, the analysis result of the step S9. The acceleration sensors are ranked in order of good correlation between knocking pressure and knocking vibration.
상기와 같이 각 실린더별로 노킹압력과 노킹진동의 상관관계가 좋은 순서대로 가속도센서들의 순위를 결정한 다음, 단계(S11)에서는 상기 가속도센서의 순위를 바탕으로 모든 실린더에 대한 노킹시 압력신호와 가속도신호의 상관관계가 가장 좋은 가속도센서를 1개 또는 2개를 결정하며, 단계(S12)에서는 상기 결정된 가속도센서의 위치를 노킹센서의 위치로 설정한다.As described above, after determining the ranking of the acceleration sensors in the order of good correlation between the knocking pressure and the knocking vibration for each cylinder, in step S11, the pressure signal and the acceleration signal during knocking for all cylinders are based on the ranking of the acceleration sensor. One or two acceleration sensors having the best correlation are determined. In step S12, the position of the determined acceleration sensor is set as the position of the knocking sensor.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 노킹 센서에 대한 최적의 장착 위치를 찾아내고 이 위치에 노킹 센서를 장착함으로써 모든 실린더에서 발생하는 노킹을 최적으로 제어하여 엔진 수명 향상 및 소음 억제를 도모할 수 있고, 저렴한 비용 및 시간으로 최적의 노크 센서 장착 위치를 결정할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, by finding the optimum mounting position for the knocking sensor and mounting the knocking sensor at this position, the knocking occurring in all cylinders can be optimally controlled to improve the engine life and suppress the noise. In addition, there is an effect that can determine the optimal knock sensor mounting position at low cost and time.
도 1은 본 발명에 따른 노킹 센서 장착 위치 설정 방법의 순서도,1 is a flow chart of the knocking sensor mounting position setting method according to the invention,
도 2는 본 발명에 따른 노킹 센서 장착 위치 설정 방법에서 노킹시의 압력신호과 가속도신호와 이들을 밴드패스필터링한 결과를 나타낸 도면,2 is a view showing a pressure signal and an acceleration signal during knocking and bandpass filtering results in the knocking sensor mounting position setting method according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 노킹 센서 장착 위치 설정 방법에서 밴드패스필터링된 압력신호 및 가속도신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)한 결과를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a result of a fast Fourier transform (FFT) of a band pass filtered pressure signal and an acceleration signal in the knocking sensor mounting position setting method according to the present invention.
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