JPH0635941B2 - Knocking detection device for internal combustion engine - Google Patents
Knocking detection device for internal combustion engineInfo
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- JPH0635941B2 JPH0635941B2 JP2201336A JP20133690A JPH0635941B2 JP H0635941 B2 JPH0635941 B2 JP H0635941B2 JP 2201336 A JP2201336 A JP 2201336A JP 20133690 A JP20133690 A JP 20133690A JP H0635941 B2 JPH0635941 B2 JP H0635941B2
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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。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention 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 knocking occurrence from a detection signal of engine vibration.
〈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
ているものがある(特開昭58−105036号公報等
参照)。<Prior Art> When knocking at a predetermined level or higher occurs in an internal combustion engine, not only the output is reduced, but also shock is absorbed.
There is an ignition timing control device that detects knocking and corrects the ignition timing so as to avoid knocking quickly because it adversely affects the exhaust valve and the piston (Japanese Patent Laid-Open No. 58-105036). (See gazette, 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 ignition timing due to occurrence of such knocking is 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。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。That is, as shown in FIG. 9, the knock sensor 11 that outputs a detection signal corresponding to the vibration level by the piezoelectric element is installed in the engine 12
Mounted on a cylinder block, etc., the detection signal from the knock sensor 11 is input to the bandpass filter 13 to pass only the signal near the center frequency peculiar to knocking, and half-wave rectification is performed, and then the predetermined value is determined by the integrator 14. In the integration section (for example, ATDC 10 ° -60 °), and the peak value of the integrated value in the integrator 14 (sum of specific frequency component intensities in the integration section) is A / D converted by the A / D converter 15. Input to the microcomputer 16. The microcomputer 16 determines whether knocking occurs based on the difference between the peak of the integrated value when knocking occurs and the peak of the integrated 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
るが、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が劣っていた。<Problems to be Solved by the Invention> In such a conventional general knocking determination method, knocking determination is performed based on the intensity of one specific frequency component. However, actually, only one frequency component contributes to knocking. Therefore, the knocking determination accuracy 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が試みられつつある。In consideration of this point, attempts are being made to detect knocking by detecting the intensities of a plurality of specific frequency components.
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, since the degree of contribution to knocking of these specific frequency components (hereinafter referred to as frequency contribution rate) is different, unless the intensity detection is performed by changing the weighting by frequency contribution rate for each frequency component, knocking detection accuracy It was found from experiments by the applicant of the present application that the value cannot be sufficiently increased.
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が低下
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. Therefore, if a constant frequency contribution rate is given to the frequency components, the accuracy decreases due to the variation due to these factors. I also found out.
本発明は上記問題点に鑑みて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 provides a knocking detection device in which the knocking detection accuracy is increased as much as possible by setting the frequency contribution rate for each cylinder and each engine speed region. To aim.
〈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, the 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 an engine body to detect engine vibration, and a specific frequency component extracting means extracts a specific frequency component from a detection signal of the vibration sensor.
強度サンプリング手段は、前記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。The intensity sampling means samples the intensities of the plurality of extracted specific frequency components within a predetermined section.
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 according to at least one of cylinders and engine speed regions.
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 with the corresponding frequency contribution rates set by the frequency contribution rate 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 correction 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 such a configuration, the intensity of each frequency component is obtained by correcting the frequency contribution rate set in accordance with at least one of each cylinder and each engine speed region, so that it depends on each cylinder and engine speed. Since the vibration intensity that contributes to knocking can be detected with high accuracy while avoiding variations, the knocking determination accuracy can be increased as much as possible based on the detection result.
〈実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する。<Examples> Examples of the present invention will be described 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)1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 one embodiment, a knock sensor (vibration sensor) 1 attached to a cylinder block of an internal combustion engine (not shown) has a built-in piezoelectric element and outputs a detection (voltage) signal having a waveform corresponding to engine vibration. To 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
It 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が並列接続された回路が縦接接続され
ている。The comb filter 3 includes a delay circuit 4 including a plurality of stages of unit delay elements, and an adder 5 that subtracts output data of the delay circuit 4 from data bypassing the delay circuit 4. To the filter 3, 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 vertically connected.
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,11kHzとしてある。The resonators 6a to 6e are adapted to resonate with mutually different frequency components, and in the present embodiment, the resonance frequencies are 7 kHz and 8 kHz according to the frequency range 7 kHz to 9 kHz in which knocking vibration is said to appear remarkably. ,
They are 9 kHz, 10 kHz, and 11 kHz.
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 detection signal level is totally attenuated, and in particular, the frequency corresponding to the delay time is added. They are erased by the device 5 to obtain a so-called comb-shaped result as a 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遂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。As a result, the resonators 6a to 6e can be prevented from continuing to resonate based on the signals canceled by the adder 5, and the intensities of the respective frequency components can be successively obtained. The comb-shaped filter 3 and the resonators 6a to 6e constitute the specific frequency component extracting 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1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 1 by the configuration of the comb filter 3 and the resonators 6a to 6e as described above. The band pass filters may be provided in correspondence with the number of required frequencies, and the output of each band pass filter may be A / D converted and read by 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1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 output of each of the resonators 6a to 6e, that is, the intensity signal of each frequency component is input to the microcomputer 7, and the microcomputer 7 is based on the detection signal from the crank angle sensor 8. The occurrence of knocking in an internal combustion engine (not shown) is detected based on a specific frequency component of the knock sensor 1 input through the resonators 6a to 6e in a predetermined frequency analysis section to be detected.
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,周波数寄与率設定手段,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 content of such knocking occurrence detection will be described below with reference to the flowchart of FIG. In this example,
The functions of the intensity sampling means, the frequency contribution rate setting means, the intensity correction means, and the knocking determination means are the same as those of the third
As shown in the flowchart of the figure, the microcomputer 7 is provided as 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ATDC10゜〜ATDC60゜
のように決められる。The knocking occurrence detection shown in the flowchart of FIG.
This is performed in a predetermined frequency analysis section, and the predetermined frequency analysis section is, for example, a section in which combustion vibration of each cylinder can be sampled while avoiding ignition noise. For example, in a 6-cylinder engine, ATDC 10 ° to ATDC 60 °. Can be decided like.
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(S1)。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 by the cylinder determination 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 cycle of the reference crank angle signal output for each cylinder stroke phase difference (S1).
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
られる角周波数成分fj(j=0〜n)の強度(f00,
f10,f20,f30・・fm0)、(f01,f11,f21,f
31・・・fm1)、(f02,f12,f22,f32・・fm2)
・・・(f0n,f1n,f2n,f2n,f3n・・fmn)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。When the frequency analysis section is entered, the frequency spectra output from the resonators 6a to 6e at predetermined time intervals (predetermined time intervals) as shown in FIG. As described above, the intensity (f 00 , of the angular frequency component f j (j = 0 to n) obtained at every predetermined time in the analysis section,
f 10 , f 20 , f 30 ··· f m0 ), (f 01 , f 11 , f 21 , f
31 ... f m1 ), (f 02 , f 12 , f 22 , f 32 ... F m2 )
.. (f 0n , f 1n , f 2n , f 2n , f 3n, ... F mn ) are sampled (S2). This function corresponds to intensity sampling means.
次に、S1で検出された当該燃焼行程にある気筒と機関
回路とに基づいて、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ップテーブル(第7図参
照)から、各周波数成分fjの周波数寄与率KFjを検索す
る(S3)。即ち、周波数寄与率KFjを記憶したROM
と、前記S1の気筒判別及び機関回転数検出及びこのS
2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。Next, based on the cylinder and the engine circuit in the combustion stroke detected in S1, the map table of the frequency contribution rate stored in the ROM incorporated in the microcomputer using the cylinder and the engine speed as parameters for each frequency component ( from the seventh see figure), retrieves the frequency contribution of KF j of each frequency component f j (S3). That is, the ROM that stores the frequency contribution rate KF j
And the cylinder discrimination and engine speed detection of S1 and the S
The frequency contribution rate setting means is configured by the function of frequency contribution rate search 2 above.
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 intensity level KSi of all frequencies is calculated by the following equation (S4).
KSi =fm0(max) ×KF0+fm1(max) ×KF1+ ・・・+fmn(max) ×KFn ここで、fmj(max) は周波数成分fjのサンプリング強
度(f0j,f1j,f2j,f3j・・fmi)の中の最大値で
あり、KFjは前述の周波数寄与率である。 KSi = f m0 (max) × KF 0 + f m1 (max) × KF 1 + ··· + f mn (max) × KF n Here, f mj (max) sampling the intensity of the frequency component f j (f 0j, f 1j , f 2j , f 3j ··· f mi ) is the maximum value, and KF j is the above-mentioned frequency contribution rate.
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 serves as an index indicating 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(S
5)。Next, based on the intensity data, the average intensity level SLi of all frequencies is calculated by the following equation (S
5).
SLi={KF0/m Σfm0+KF1/m Σfm1+・・・ KFn/mΣfmn} 尚、この演算式においても、周波数寄与率KFjにより周
波数成分毎の補正が行われる。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KFjにより
強度補正が行われるから、S3及びS4の機能の中に、
強度補正手段が含まれる。SLi = {KF 0 / m Σf m0 + KF 1 / m Σf m1 + ... KF n / m Σf mn } In this arithmetic expression, the frequency contribution rate KF j is used to correct each frequency component. That is, both the maximum level KSLi and the average level SLi are intensity-corrected by the frequency contribution rate KF j. Therefore, in the functions of S3 and S4,
Intensity correction means are included.
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BGLiと比較してノッキ
ングの有無を判別する(S6)。即ち、BGLi+α<KSi
−SLi であるときには、ノッキングが発生していると判
定し(S7)、BGLi≧KSLi−SLi +α(αはしきい値)
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)。この機能がノッキング判別手段に相当す
る。Maximum level KSLi and average level thus obtained
The presence or absence of knocking is determined by comparing the difference with SLi with the background BGLi (S6). That is, BGLi + α <KSi
When −SLi, it is determined that knocking has occurred (S7), and BGLi ≧ KSLi−SLi + α (α is a threshold value)
If it is, it is determined that knocking has not occurred (S8). This function corresponds to knocking determination means.
前記バックグラウンドレベルBGLiは、上記当該BGLi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 BGLi is obtained by performing a weighted average calculation of the difference between the maximum level KSi compared with the BGLi and the average level SLi by the following equation when it is determined that there is no knocking in the knocking determination ( S9).
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。 According to such knocking discrimination, 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 level, and when knocking occurs, the above-mentioned knocking vibration is locally detected. This difference increases due to the property of increased vibration levels.
一方、バックグラウンドレベルBGLiは、非ノッキング時
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 when not knocking.
したがって、ノッキング発生時には、(KSi −SLi)の
値はBGLiに比較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, the value of (KSi-SLi) becomes sufficiently larger than that of BGLi, and accurate knocking determination can be performed even for a signal with a low level.
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が著しく向上す
る。Then, as a configuration according to the present invention, a plurality of specific frequencies having a high contribution rate to knocking are selected, and weighting is performed by using a frequency contribution rate that avoids variations set for each cylinder for each frequency component and each engine speed region. The knocking detection accuracy is remarkably improved because the sum is calculated.
尚、本実施例では、周波数分析区間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が、これに限られるもの
ではない。例えば、従来一般的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
非ノッ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 this embodiment, the knocking strength determination is performed by sampling the frequency analysis section at predetermined time intervals to obtain the maximum level and the average level, but the present invention is not limited to this. For example, as an example applied to a conventional general knocking detection method, the sum of values obtained by multiplying the integral value of each frequency component in all sections by the frequency contribution rate is set as the integral value at the time of non-knocking determination of all vibration components. The knocking determination may be performed by comparing the background level 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 vibration characteristics are more accurately captured and distinction from mechanical vibration is made clearer to perform knocking determination.
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、BGLi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 the average level SLi is calculated, the total sum of intensity average values for each frequency obtained in the same manner as in the above-described embodiment is corrected with a value that is an intensity change correction coefficient KLP. Also, when calculating BGLi, the weighting x is set as a function of the intensity change correction coefficient KLP. A routine for setting the intensity correction coefficient KLP will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、第3図のS1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(S11)、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
(f00,f10・・・fn0)を、夫々初期値として記憶す
る(S12)。First, the intensity for each frequency component is sampled at predetermined time intervals in the same manner as S1 in FIG. 3 (S11), and the intensity of each specific frequency component (f 00 , f 10 .. f n0 ) are stored as initial values (S12).
そして、各周波数成分毎に記憶された初期値が夫々変わ
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, it is assumed that the initial values stored for each frequency component do not change, respectively, and that the intensity of a constant level continues in the frequency analysis section, and the time axis change of the integrated value of the intensity at this time is compared with the sampling period and the initial value. The value is set on the basis of the value and it is set as a reference 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 temporal transition of the intensity obtained for each frequency component that is actually input (see FIG. 7), the intensity is integrated for each sampling period on the time axis, and within the frequency analysis interval. The characteristic of intensity change is detected (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
(S15)。Then, as described above, the normative change characteristic for each frequency component obtained assuming that the intensity is unchanged is compared with the actually detected change characteristic of the intensity integral value for each frequency component (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が、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
性が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 reference change characteristic is linearly increased because it is premised that there is no change in intensity. On the other hand, when the change characteristic of the intensity integral value obtained based on the actual detection signal does not match. Is estimated to be unstable at a constant intensity because the frequency component of the noise includes knocking vibration. Therefore, it is determined whether or not the intensity integral value matches the reference variation characteristic for each predetermined time for each frequency component, and the total number C in the case where they do not match within the detection section is measured by the counter.
そして、前記総数Cに応じて強度変化補正係数KLP 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 KLP is set according to the total number C. Specifically, the larger the total number C, the greater the proportion of knocking vibrations included, and therefore the direction in which knocking determination is likely to occur, that is, the average level SLi is decreased to a small value to increase the difference from the maximum level KSi. Yes (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
KLP 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, the intensity change correction coefficient set as described above
The average level SLi is set by KLP by multiplying the value obtained in the above embodiment by the intensity change correction coefficient KLP as in the following equation.
SLi={KF0/m Σfm0+KF1/m Σfm1+・・・ KFn/mΣfmn}・KLP また、バックグラウンドレベルBGLiの更新演算に使用さ
れる重み付け係数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 が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 −SLi の重
みを大きくしてBGLiを演算すべく、重み付け係数xを小
さい値として設定する。SLi = {KF 0 / m Σf m0 + KF 1 / m Σf m1 + ・ ・ ・ KF n / m Σf mn } ・ KLP In addition, the weighting coefficient x used for the update calculation of the background level BGLi is set to the strength correction coefficient KLP. Set as a function. Specifically, the larger KLP is, the smaller the proportion including knocking vibration is. Therefore, the weighting coefficient x is set to a small value in order to increase the weight of KSi-SLi and calculate BGLi.
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。As described above, by using the intensity correction coefficient KLP, it is possible to detect the intensity change characteristic of knocking and perform knocking detection with higher accuracy.
尚、本実施例では、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が、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, but it 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ップテーブルから
の検索によって高精度に求めたが、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け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、それだけでも相当の精度向上を図れる。Further, in the embodiment shown above, the frequency contribution rate was obtained with high accuracy by searching from the three-dimensional map table with the cylinder and the engine speed as parameters, but in order to reduce the memory amount, the frequency contribution rate becomes the basic frequency contribution rate. The correction coefficient for correcting the variation for each cylinder may be multiplied by the correction coefficient for correcting the variation for each engine speed region to perform the correction. Further, the present invention includes the one in which the frequency contribution rate is set according to only one of the cylinders and the engine speed range, and it is possible to considerably improve the accuracy thereof.
〈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 described above, according to the present invention, the intensities of a plurality of specific frequency components are corrected from the detection signal from the vibration sensor by using the frequency contribution rate set for each cylinder and each engine rotation region. Since the knocking determination is performed using the value, there is an effect that the knocking determination accuracy can be increased 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ップテーブル、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 contents of knocking detection control in the same embodiment, FIG. FIG. 5 is a time chart showing how intensity is sampled for each specific frequency component in the same embodiment, FIG. 6 is a diagram showing an example of a frequency spectrum in the same embodiment, and FIG. 7 is also for each frequency component. Stored frequency contribution ratio map table, 8th
FIG. 9 is a flowchart showing the contents 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-6e ... Resonator, 7 ... Micro Computer, 8 ... Crank angle sensor
Claims (1)
振動センサと、 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。1. A vibration sensor attached to an engine body for detecting 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 an extraction by the specific frequency component extracting means. Intensity sampling means for sampling the intensities of the plurality of specified frequency components respectively within a predetermined section, and a frequency contribution rate that contributes to knocking of the specific frequency components for each specific frequency component at least for each cylinder and each engine speed region A frequency contribution rate setting unit that sets the intensity of a plurality of specific frequency components sampled by the intensity sampling unit with a corresponding frequency contribution rate set by the frequency contribution rate storage unit. Means and a knocker based on the intensities of the plurality of specific frequency components corrected by the intensity correcting means. Device for detecting knocking in an internal combustion engine, characterized in that it is configured to include a knock determining means for determining the presence or absence of grayed, the.
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| JP2201336A JPH0635941B2 (en) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Knocking detection device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
1990
- 1990-07-31 JP JP2201336A patent/JPH0635941B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH0486532A (en) | 1992-03-19 |
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