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JPH0486533A - Detecting apparatus for knocking of internal combustion engine - Google Patents

Detecting apparatus for knocking of internal combustion engine

Info

Publication number
JPH0486533A
JPH0486533A JP20133790A JP20133790A JPH0486533A JP H0486533 A JPH0486533 A JP H0486533A JP 20133790 A JP20133790 A JP 20133790A JP 20133790 A JP20133790 A JP 20133790A JP H0486533 A JPH0486533 A JP H0486533A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intensity
knocking
change
frequency component
specific frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP20133790A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0635942B2 (en
Inventor
Satoru Watanabe
悟 渡邊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Electronic Control Systems Co Ltd filed Critical Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Priority to JP20133790A priority Critical patent/JPH0635942B2/en
Publication of JPH0486533A publication Critical patent/JPH0486533A/en
Publication of JPH0635942B2 publication Critical patent/JPH0635942B2/en
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Abstract

PURPOSE:To enhance knocking detection accuracy by discriminating the generation of knocking by comparing the intensity change of a detected specific frequency component with a set standard change characteristic. CONSTITUTION:The detection signal of a knocking sensor 1 is inputted to a comblike filter 3 through an A/D converter 2. In the filter 3, the data delayed by a delay circuit 4 is subtracted from the data allowed to bypass the circuit 4 and the frequency corresponding to a delay time is erased by an adder 5 and becomes comblike as a frequency characteristic. By this constitution, it is prevented that a resonator 6 (6a - 6e) is continuously resonated on the basis of the signal from the adder 5 and the intensity of each frequency component is obtained. The output of the resonator 6 is inputted to a microcomputer 7 and, in the microcomputer 7, the intensity change of the characteristic frequency component of the sensor 1 inputted through the resonator 6 is compared with a set standard change characteristic on the basis of the detection signal from a crank angle sensor 8 and the generation of knocking is discriminated.

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検出する
装置の改善技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a knocking detection device for an internal combustion engine, and more particularly to a technique for improving a device that detects the occurrence of knocking from an engine vibration detection signal.

〈従来の技術〉 内燃機関において、所定レベル以上のノッキングか発生
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開園装置を備え
ているものかある(特開昭58−105036号公報等
参照)。
<Prior art> When knocking occurs above a predetermined level in an internal combustion engine, it not only reduces the output but also causes suction and
Some engines are equipped with an ignition timing opening device that detects knocking and corrects the ignition timing to quickly avoid knocking, since it has a negative effect on exhaust valves and pistons (Japanese Patent Laid-Open No. 58-105036). (Refer to official bulletins, etc.)

かかるノッキング発生による点火時期補正のためのノッ
キング検出は以下のようにして行っていた。
Knocking detection for correcting the ignition timing due to the occurrence of knocking has been performed as follows.

即ち、第7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て所定の積分区
間だけ積分し、かかる積分器14における積分値のピー
ク値を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. 7, a knock sensor 11 that outputs a detection signal according to the vibration level using a piezoelectric element is attached to the cylinder block of the engine 12, etc., and the detection signal from this knock sensor 11 is sent to a bandpass filter 13. After inputting the signal and passing only the signal near the center frequency peculiar to knocking and performing half-wave rectification, the integrator 14 integrates only a predetermined integration interval, and the peak value of the integrated value in the integrator 14 is sent to the A/D. The converter 15 performs A/D conversion and inputs the signal to the microcomputer 16. microcomputer 16
Then, it is determined whether or not knocking is occurring based on the difference between the peak of the integral value when knocking occurs and the peak of the integral value when knocking does not occur.

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記のようにノッキング発生を、積分値
のピークレベル(周波数強度レベル)で判別する構成で
は、ノッキング発生の有無による強度変化か充分にある
ことが望ましいか、実際には、機関の形状やノックセン
サの取付位置等によって前記強度変化か充分に得られな
い場合かあり、この場合ノッキング発生の有無によって
明確な差異か発生しないために、ノッキングを誤検出し
てしまうことかあった。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the configuration described above in which the occurrence of knocking is determined based on the peak level (frequency intensity level) of the integral value, it is desirable that there be sufficient changes in intensity depending on the presence or absence of knocking. In reality, depending on the shape of the engine, the mounting position of the knock sensor, etc., it may not be possible to obtain a sufficient amount of the change in strength. There were times when I ended up.

ところで、前記積分区間において、ノッキング発生時に
はノッキング振動を拾った周波数成分の強度か、ノッキ
ングの圧力振動の減衰に伴って減衰変化し、ノッキング
非発生時には、機械振動レベルを保って強度か殆ど変化
しないという特質を有する。本出願人は、かかる特質に
着目し、上記の積分区間と略一致する区間における実強
度変化の特性を検出してノッキングを検出する装置を先
に提案し、前記周波数強度のレベルかノッキング発生の
有無によって大きく変化しない条件であってもノッキン
グを検出できるようにした。
By the way, in the above integration interval, when knocking occurs, the intensity of the frequency component that picks up the knocking vibration changes as the knocking pressure vibration attenuates, and when knocking does not occur, the mechanical vibration level is maintained and the intensity hardly changes. It has the following characteristics. The present applicant has focused on such characteristics and has proposed a device that detects knocking by detecting the characteristics of the actual intensity change in an interval that substantially coincides with the above-mentioned integral interval, and has determined whether the level of the frequency intensity is This makes it possible to detect knocking even under conditions that do not change significantly depending on whether the vehicle is present or not.

かかる強度変化に基づくノッキング検出では、所定区間
内で所定時間毎に入力される周波数強度のデータを順次
積分する一方、所定区間の初回に人力された強度かその
後変化しないものとして該初期値を積分して得られる変
化特性を規範変化特性として設定する。そして、実際の
強度を積分した値の変化と前記規範変化特性との偏差を
検出し、この偏差に基づいて実強度変化の度合いを検出
してノッキングを検出するよう構成することにより、強
度の絶対レベルとは無関係にノッキング検出できるよう
にしたものである。
In knocking detection based on such intensity changes, frequency intensity data input at predetermined time intervals within a predetermined section are sequentially integrated, and the initial value is integrated assuming that the intensity is manually applied at the first time in the predetermined section and does not change thereafter. The change characteristics obtained by doing this are set as the standard change characteristics. Then, by detecting the deviation between the change in the integrated value of the actual strength and the reference change characteristic, and detecting knocking by detecting the degree of change in the actual strength based on this deviation, the absolute value of the strength can be detected. This allows knocking to be detected regardless of the level.

しかしながら、上記のように所定区間の初回に入力され
た強度に基づいて規範変化特性を決定してしまうと、ノ
ックセンサに対する各気筒の距離の差を原因として前記
所定区間内において燃焼振動か表れる時期か気筒毎に変
化するため、気筒によっては周波数強度の変化の様子を
検出するための規範変化特性を精度良く設定できない場
合があった。
However, if the standard change characteristics are determined based on the intensity input at the first time of a predetermined section as described above, the timing at which combustion oscillations appear within the predetermined section due to the difference in distance between each cylinder with respect to the knock sensor Since the frequency varies from cylinder to cylinder, it may not be possible to accurately set the standard change characteristic for detecting changes in frequency intensity depending on the cylinder.

即ち、例えば第6図に示すような場合、強度変化を検出
する所定区間(周波数分析区間)の初回に入力した強度
に基づいてノッキング非発生時に対応する規範変化特性
を設定してしまうと(第6図中において○印を実線て結
んだ線)、実強度変化(第6図中において・印を点線て
結んだ線)の様子を規範変化特性に対する偏差として正
しく検出することかできず、第6図に示すような場合に
は、分析区間に入ってから2番目に入力された強度に基
づいて規範変化特性(第6図中において×印を実線で結
んだ線)を設定することが望まれ、3番目に入力された
強度に基づいて規範変化特性を設定した場合(第6図中
においてΔ印を実線で結んだ線)にもやはり所望の強度
変化検出か行えなくなってしまうものである。
That is, in the case shown in FIG. 6, for example, if the standard change characteristic corresponding to the non-occurrence of knocking is set based on the intensity input for the first time in a predetermined interval (frequency analysis interval) in which intensity changes are detected (frequency analysis interval), The actual intensity change (the line connecting the ○ marks with a solid line in Fig. 6) and the actual intensity change (the line connecting the ○ marks with a dotted line in Fig. 6) cannot be correctly detected as deviations from the standard change characteristic. In the case shown in Figure 6, it is desirable to set the standard change characteristic (the line connecting the x marks with a solid line in Figure 6) based on the intensity input second after entering the analysis interval. In rare cases, even if the standard change characteristic is set based on the third input intensity (the line connecting the Δ marks with a solid line in Figure 6), it will still not be possible to detect the desired intensity change. .

従って、第6図に示すような場合には2番目に入力され
た強度、換言すれば、ノッキング振動が表れる直前の正
常燃焼時にそのレベルをその後保つことになる強度に基
づいて規範変化特性を設定することが望まれるが、セン
サまでの距離か更に遠い気筒では第6図に示すような強
度変化特性が遅れてセンサで検出されたり、逆に、セン
サまでの距離が短い気筒ではより早く検出されたりする
ため、特定1気筒で所望の規範変化特性か得られるよう
に第6図中点線示のように分析区間をマツチングしても
、他の気筒では所望の規範変化特性を設定できなくなる
ことがあったものである。
Therefore, in the case shown in Fig. 6, the standard change characteristic is set based on the second input intensity, in other words, the intensity that will be maintained at that level during normal combustion immediately before knocking vibration appears. However, in cylinders that are further away from the sensor, the intensity change characteristics shown in Figure 6 may be detected later by the sensor, and conversely, in cylinders that are closer to the sensor, the intensity change characteristics may be detected earlier. Therefore, even if the analysis intervals are matched as shown by the dotted line in Figure 6 so that a desired standard change characteristic can be obtained for one particular cylinder, it may not be possible to set the desired standard change characteristic for other cylinders. It was there.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、所定区
間内において検出された周波数強度の変化と、規範変化
特性とを比較してノッキングを検出する装置において、
前記規範変化特性を前記所定区間で得られた強度に基づ
いて精度良く設定できるようにして、ノッキング検出精
度の向上を図ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an apparatus for detecting knocking by comparing a change in frequency intensity detected within a predetermined interval with a reference change characteristic.
It is an object of the present invention to improve knocking detection accuracy by allowing the reference change characteristic to be set with high precision based on the intensity obtained in the predetermined section.

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明にかかる内燃機関のノッキング検出装置
は第1図に示すように構成される。
<Means for Solving the Problems> Therefore, a knocking detection device for an internal combustion engine according to the present invention is configured as shown in FIG.

第1図において、振動センサは機関本体に付設されて機
関振動を検出し、特定周波数抽出手段はかかる振動セン
サから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 extraction means extracts a specific frequency component from a detection signal from the vibration sensor.

そして、前記特定周波数成分の所定区間における強度変
化が強度変化検出手段で検出され、また、初期強度サン
プリング手段は、特定周波数抽出手段で抽出された特定
周波数成分の強度か前記所定区間において気筒別に予め
設定されたスライスレベルを初めて越えたときの強度を
サンプリングする。
The intensity change of the specific frequency component in a predetermined interval is detected by the intensity change detection means, and the initial intensity sampling means is configured to determine the intensity of the specific frequency component extracted by the specific frequency extraction means in advance for each cylinder in the predetermined interval. Samples the intensity when the set slice level is exceeded for the first time.

ここで、規範変化特性設定手段は、初期強度サンプリン
グ手段でサンプリングされた強度が前記所定区間におい
て不変であるとして前記所定区間における前記特定周波
数成分の強度の規範変化特性を設定する。
Here, the standard change characteristic setting means sets a standard change characteristic of the intensity of the specific frequency component in the predetermined period, assuming that the intensity sampled by the initial intensity sampling means does not change in the predetermined period.

そして、ノッキング判別手段は、強度変化検出手段で検
出された特定周波数成分の強度変化と規範変化特性設定
手段で設定された規範変化特性とを比較してノッキング
発生を判別する。
The knocking determining means compares the intensity change of the specific frequency component detected by the intensity change detecting means with the standard change characteristic set by the standard change characteristic setting means to determine the occurrence of knocking.

〈作用〉 かかる構成によると、振動センサの検出信号から取り出
した特定周波数成分の強度が、所定区間において規範変
化特性に略一致するノッキング非発生時の特性で変化す
るか、又は、前記規範変化特性と大きく異なるノッキン
グ発生時の特性て変化するかが判別されることになるの
で、ノッキング振動と機械振動との分離か行えることに
なり、ノッキング発生の有無によって強度の大きな差異
が発生しないような場合であっても、ノッキング振動の
みを取り出してノッキング検出が可能となる。
<Operation> According to this configuration, the intensity of the specific frequency component extracted from the detection signal of the vibration sensor changes in a predetermined interval with a characteristic when knocking does not occur that substantially matches the standard change characteristic, or Since it is possible to determine whether the characteristics change when knocking occurs, which are significantly different from the Even in this case, knocking can be detected by extracting only the knocking vibration.

然も、所定区間で検出される強度変化と比較される規範
変化特性を、所定区間の初期の強度に基づいて設定する
ときに、所定区間に入ってから気筒別に予め設けられて
いるスライスレベルを初めて越えたときの強度に基づい
て設定するから、振動センサから各気筒までの距離が異
なり所定区間において入力される強度データに気筒間で
遅れや進みがあって、然も、気筒毎に得られる強度レベ
ルが異なっても、正常燃焼時の強度レベルをサンプリン
グして規範変化特性を設定させることができ、これによ
って実強度変化を精度良く検出することができる。
However, when setting the reference change characteristic to be compared with the intensity change detected in a predetermined section based on the initial intensity of the predetermined section, it is necessary to set the preset slice level for each cylinder after entering the predetermined section. Since the setting is based on the intensity when the vibration is exceeded for the first time, the distance from the vibration sensor to each cylinder is different, and the intensity data input in a given section may have a delay or advance between cylinders. Even if the intensity levels are different, the intensity level during normal combustion can be sampled to set the reference change characteristic, and thereby the actual intensity change can be detected with high accuracy.

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。<Example> The present invention will be explained in detail below.

一実施例を示す第2図において、図示しない内燃機関の
シリンダブロックに付設されたノックセンサ(振動セン
サ)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 waveform detection (voltage) signal according to engine vibration. do.

前記ノックセンサ1の検出信号(アナログ信号)は、A
/D変換器2でA/D変換されてくし形フィルタ3に入
力される。
The detection signal (analog signal) of the knock sensor 1 is A
The signal is A/D converted by the /D converter 2 and input to the comb filter 3.

前記くし形フィルタ3は、複数段の単位遅延素子からな
る遅延回路4と、この遅延回路4を迂回したデータから
遅延回路4の出力データを減算する加算器5とから構成
されており、このくし形フィルタ3には、ノックセンサ
1の検出信号から抽出したい周波数の数に対応する数の
共振器6a〜6eか並列接続された回路か縦接接続され
ている。
The comb filter 3 is composed of a delay circuit 4 consisting of a plurality of stages of unit delay elements, and an adder 5 that subtracts the output data of the delay circuit 4 from the data that has bypassed the delay circuit 4. A number of resonators 6a to 6e corresponding to the number of frequencies to be extracted from the detection signal of the knock sensor 1 or parallel-connected circuits are vertically connected to the shaped filter 3.

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に従ッテ7 k Hz 、  
8 k Hz 、  9 k Hz 、 10 k H
z 。
The resonators 6a to 6e are designed to resonate with mutually different frequency components, and in this embodiment, the resonant frequencies are set according to a frequency range of 7kHz to 9kHz in which knocking vibrations are considered to be noticeable. 7kHz,
8kHz, 9kHz, 10kHz
z.

11kHzとしである。The frequency is 11kHz.

前記くし形フィルタ3において、遅延回路4をバイパス
させたデータから遅延回路4で遅延されたデータを減算
することによって、検出信号レベルを全体的に減衰させ
ると共に、特に遅延時間に対応する周波数を加算器5で
消し合わせて、周波数特性として所謂くし形となる結果
か得るようになっている。
In the comb filter 3, by subtracting the data delayed by the delay circuit 4 from the data bypassed by the delay circuit 4, the detected signal level is attenuated as a whole, and in particular, the frequency corresponding to the delay time is added. They are canceled in the unit 5 to obtain a so-called comb-shaped frequency characteristic.

これにより、加算器5で消し合わされる信号に基づいて
各共振器6a〜6eか共振し続けることを抑止でき、各
周波数成分の強度が逐次得られるものである。従って、
本実施例における特定周波数抽出手段は、上記A/D変
換器2.くシ形フィルタ3.共振器6a〜6eによって
構成される。
Thereby, it is possible to prevent each of the resonators 6a to 6e from continuing to resonate based on the signals canceled by the adder 5, and the intensity of each frequency component can be obtained sequentially. Therefore,
The specific frequency extraction means in this embodiment is the A/D converter 2. Comb-shaped filter 3. It is composed of resonators 6a to 6e.

尚、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。
Note that analog band pass filters may be provided corresponding to the number of required frequencies, and the output of each band pass filter may be A/D converted and read into the microcomputer 7.

前記各共振器6a〜6eの出力、即ち、各周波数成分毎
の強度信号は、マイクロコンピュータ7に入力されるよ
うになっており、マイクロコンピュータ7は、クランク
角センサ8からの検出信号に基づいて検出される所定の
周波数分析区間において前記各共振器6a〜6eを介し
て入力されるノックセンサ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し
、該検出結果に基づいて点火装置9における点火時期を
制御することによって、ノッキングを速やかに回避しつ
つ、点火時期を進角制御する。
The outputs of the resonators 6a to 6e, that is, the intensity signals for each frequency component, are input to a microcomputer 7. The occurrence of knocking in an internal combustion engine (not shown) is detected based on the specific frequency components of the knock sensor 1 input via the respective resonators 6a to 6e in a predetermined detected frequency analysis section, and ignition is performed based on the detection result. By controlling the ignition timing in the device 9, the ignition timing is advanced while quickly avoiding knocking.

ここで、マイクロコンピュータ7が行うノッキング発生
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。
The details of the knocking detection performed by the microcomputer 7 will now be described in accordance with the flowchart shown in FIG.

尚、本実施例において、強度変化検出手段、初期強度サ
ンプリング手段、規範変化特性設定手段。
In this embodiment, the intensity change detection means, the initial intensity sampling means, and the reference change characteristic setting means.

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 function as a knocking determination means is provided by the microcomputer 7 in the form of software, as shown in the flowchart of FIG.

第3図のフローチャートに示すプログラムはノックセン
サ1の検出信号の特定周波数成分の強度変化パターンに
基づいてノッキング強度を検出するだめのプログラムで
あり、所定の周波数分析区間(所定区間)において行わ
れる。前記所定の周波数分析区間とは、例えば点火雑音
を避けて各気筒の燃焼振動をサンプリングできる区間で
あり、例えば6気筒機関においてはATDCIO°〜A
TDC60°とし、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。
The program shown in the flowchart of FIG. 3 is a program for detecting the knocking intensity based on the intensity change pattern of the specific frequency component of the detection signal of the knock sensor 1, and is executed in a predetermined frequency analysis section (predetermined section). The predetermined frequency analysis section is, for example, a section in which combustion vibrations of each cylinder can be sampled while avoiding ignition noise, and for example, in a six-cylinder engine, ATDCIO° to A
The TDC is set to 60°, and the predetermined frequency analysis section is detected based on the detection signal from the crank angle sensor 8.

まず、周波数分析区間に入ったことが検出されると、予
め各気筒別に設定されているスライスレベルY#1〜Y
#4の中から、今回の燃焼気筒に対応するスライスレベ
ルYか選択され、最初に各共振器6a〜6eを介してそ
れぞれ入力された周波数成分の強度か前記スライスレベ
ルYを越えているか否かを判別する(Sl)。
First, when it is detected that the frequency analysis interval has entered, slice levels Y#1 to Y are set in advance for each cylinder.
Slice level Y corresponding to the current combustion cylinder is selected from #4, and whether the intensity of the frequency component inputted first through each resonator 6a to 6e exceeds the slice level Y or not. (Sl).

前記スライスレベルYは、ノックセンサ1に対して各気
筒の距離が異なることによって、前記周波数分析区間に
おける燃焼振動か表れる時期か異なることを気筒間で補
償するためのものである。
The slice level Y is used to compensate for the fact that the timing of combustion vibration appearing in the frequency analysis section differs between cylinders due to the difference in distance between each cylinder with respect to the knock sensor 1.

本実施例では、ノッキング振動が表れる直前の正常燃焼
時の周波数強度をサンプリングしておいて、その後に該
サンプリング値を維持するか又はノッキング発生により
強度か変化するかによってノッキングを検出するもので
あり、正常燃焼時の強度レベルか前記周波数分析区間の
初期でサンプリングできるように設定しであるか、例え
ばノックセンサ1から遠い気筒では、前記周波数分析区
間内において検出される周波数強度データか遅れるため
、周波数分析区間の最初に入力された強度データは、気
筒によっては正常燃焼時の強度となるが、他の気筒では
サンプリングが過早となったり、逆に遅れたりして、正
常燃焼時の強度をサンプリングできなくなってしまう。
In this embodiment, the frequency intensity during normal combustion immediately before knocking vibration appears is sampled, and knocking is then detected by whether the sampled value is maintained or the intensity changes due to the occurrence of knocking. For example, in a cylinder far from the knock sensor 1, the frequency intensity data detected within the frequency analysis period may be delayed. The intensity data input at the beginning of the frequency analysis interval will be the intensity during normal combustion depending on the cylinder, but in other cylinders the sampling may be too early or may be delayed, resulting in the intensity being during normal combustion. Sampling becomes impossible.

従って、各気筒毎に正常燃焼時の強度データをサンプリ
ングできるように、予め実験によって各気筒別のスライ
スレベルY#l−Y#4を設定してあり、かかるスライ
スレベルY#1〜Y#4を越えないときには、次に入力
される強度がスライスレベルYを越えるか否かを判別さ
せる。
Therefore, in order to sample the intensity data during normal combustion for each cylinder, slice levels Y#l-Y#4 have been set for each cylinder in advance through experiments, and slice levels Y#1 to Y#4 are set in advance for each cylinder. If the intensity does not exceed slice level Y, it is determined whether the next input intensity exceeds slice level Y or not.

そして、初めてスライスレベルYを越えた強度、即ち、
各気筒のノックセンサlに対する距離の差を補償されて
サンプリングされた正常燃焼時の強度検出値か、各周波
数別にそれぞれ初期値として記憶される(S2)。
Then, the intensity exceeds the slice level Y for the first time, that is,
The intensity detection value during normal combustion, which is sampled after compensating for the difference in the distance of each cylinder to the knock sensor l, is stored as an initial value for each frequency (S2).

次に、各周波数成分毎に記憶された初期値かそれぞれ変
わらず、前記周波数分析区間において一定レベルの強度
か続くと仮定し、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
をノッキング非発生時に対応する規範変化特性とする(
S3)。
Next, assuming that the initial values stored for each frequency component do not change and the intensity continues at a constant level in the frequency analysis interval, the time-axis change in the integrated value of the intensity at this time is calculated as the sampling period and the This is set based on the initial value, and this is set as the standard change characteristic corresponding to when knocking does not occur (
S3).

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4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毎に積分し、周波数分析
区間内における強度変化の特性を検出する(S4)。
Next, based on the temporal change in intensity determined for each frequency component that is actually input (see Figure 4), each intensity is integrated for each sample period on the time axis, and The characteristics of the intensity change are detected (S4).

そして、前述のように強度か不変であると仮定して得た
各周波数成分毎のノッキング非発生時に対応する規範変
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(S5)。
Then, as mentioned above, the standard change characteristics corresponding to the non-occurrence of knocking for each frequency component obtained assuming that the intensity remains unchanged, and the characteristics of the change in the intensity integral value for each frequency component actually detected. (S5).

ここて、規範変化特性は、強度変化かないことを前提と
しているのでリニアに増大することになるか、これに対
し、実際の検出信号に基づいて得た強度積分値の変化特
性が合致しない場合には、その周波数成分にノッキング
振動か含まれているために、一定の強度で安定していな
いものと推定してノッキング発生を判別する(S6)か
、実際の検a信号に基づく強度積分値も前記規範変化特
性と同様に略リニアに増大変化する場合には、その周波
数成分については機械振動のみであると推定してノッキ
ングか発生していないものとする(S7)。かかる判別
を各共振器6a〜6eに対応する周波数成分毎に行わせ
、例えば各周波数成分毎のノッキング判別・非ノツキン
グ判別の多数決で最終的な判別を下すようにする。
Here, the standard change characteristic assumes that there is no change in intensity, so it increases linearly.On the other hand, if the change characteristic of the intensity integral value obtained based on the actual detection signal does not match, Since the frequency component includes knocking vibration, it is assumed that the intensity is not stable at a constant level and the occurrence of knocking is determined (S6), or the intensity integral value based on the actual detected a signal is determined. If the frequency component increases substantially linearly as in the standard change characteristic, it is assumed that the frequency component is only mechanical vibration and knocking is not occurring (S7). Such a determination is made for each frequency component corresponding to each of the resonators 6a to 6e, and the final determination is made, for example, by a majority vote of whether knocking or non-knocking is determined for each frequency component.

尚、規範変化特性と実際の検出信号に基づく変化特性と
の比較は、例えば、同一時間軸における積分値の差を積
算していって、その積算値が所定値以上であるか否かに
よって行う。ここで、前記差の積算値に基づいてノッキ
ング発生の態様を3つ以上に判別させたり、また、ノッ
キング発生に属する度合いを設定させるようにしても良
い。
Note that the comparison between the standard change characteristic and the change characteristic based on the actual detection signal is performed by, for example, integrating the differences in integral values on the same time axis and checking whether the integrated value is greater than or equal to a predetermined value. . Here, the mode of occurrence of knocking may be determined into three or more types based on the integrated value of the differences, or the degree of occurrence of knocking may be set.

上記第3図のフローチャートに示す制御によりノッキン
グ発生か検出される作用を次に説明する。
The operation of detecting the occurrence of knocking by the control shown in the flowchart of FIG. 3 will now be described.

第5図に示すように、同じ周波数成分において、ノッキ
ング振動か含まれるときには、周波数分析区間において
、異常燃焼発生時からノッキング振動が除々に減衰する
から、前記周波数成分の強度も最初は大きく除々に減衰
して機械振動のみのレベルに戻ることになり、逆にノッ
キング振動か含まれないときには、略一定の機械振動の
レベルで強度が推移することになる。このため、ノッキ
ング振動が含まれないときには、分析区間の初期の強度
を略維持することになり、強度の積分値は略リニアに上
昇することになる。
As shown in Fig. 5, when knocking vibration is included in the same frequency component, the knocking vibration gradually attenuates from the occurrence of abnormal combustion in the frequency analysis interval, so the intensity of the frequency component also initially becomes large and gradually decreases. The vibration will attenuate and return to the level of only mechanical vibration. Conversely, when knocking vibration is not included, the intensity will remain at a substantially constant mechanical vibration level. Therefore, when knocking vibration is not included, the initial intensity of the analysis section is approximately maintained, and the integrated value of the intensity increases approximately linearly.

従って、前述のように、分析区間の初期の強度を一定と
仮定して、強度の積分値の時間軸変化を推定すれば、こ
の変化特性は、ノッキング非発生時のものとなり、ノッ
キングか発生しているときに、実際の強度を時間軸上で
積分していくと、第5図に示すように、前記ノッキング
非発生時に対応するものとして推定した変化特性に合致
しない変化特性を示すことになる。このため、実際の強
度の時間軸上での積分値を求めて前記ノッキング非発生
時のものと比較することでノッキングが検出できるもの
である。
Therefore, as mentioned above, if the initial intensity of the analysis interval is assumed to be constant and the time axis change in the integrated value of intensity is estimated, this change characteristic will be the one when knocking does not occur, and if knocking occurs. When the actual strength is integrated on the time axis, as shown in Figure 5, it shows a change characteristic that does not match the change characteristic estimated as corresponding to the time when knocking does not occur. . Therefore, knocking can be detected by calculating the integral value of the actual intensity on the time axis and comparing it with the value when no knocking occurs.

但し、前記規範変化特性は、第6図に示すように、初期
値のサンプリングによって大きく特性か異なり、各気筒
とノックセンサ1との距離のバラツキに応じて異なる時
期の入力データを初期値として規範変化特性を設定させ
るようにする必要があるか、本実施例では上記のように
気筒別のスライスレベルYによって前記初期値サンプリ
ングを制御することて、各気筒とノックセンサ1との距
離のバラツキを補償して規範変化特性の設定精度が確保
されるので、該規範変化特性と実強度変化との比較によ
る前述のようなノッキング検出の精度か向上する。
However, as shown in FIG. 6, the standard change characteristics vary greatly depending on the sampling of the initial values, and input data at different times may be used as the standard as the initial value depending on the variation in the distance between each cylinder and the knock sensor 1. Is it necessary to set the change characteristic? In this embodiment, by controlling the initial value sampling according to the slice level Y for each cylinder as described above, it is possible to eliminate variations in the distance between each cylinder and the knock sensor 1. Since the setting accuracy of the standard change characteristic is ensured through compensation, the accuracy of knocking detection as described above by comparing the standard change characteristic with the actual intensity change is improved.

尚、周波数によっては、ノッキングの発生によって機関
振動レベルよりも強度か弱くなり、ノッキング振動の減
衰に伴って機関振動レベルに戻るような特性を示す周波
数域もあるか、この場合にも、前記ノッキング非発生時
の変化特性であるリニアな変化を示さないから、ノッキ
ングを検出できる。
Depending on the frequency, there may be a frequency range that exhibits characteristics such that the intensity becomes weaker than the engine vibration level due to the occurrence of knocking, and then returns to the engine vibration level as the knocking vibration attenuates. Knocking can be detected because it does not show the linear change characteristic when knocking occurs.

また、本実施例では、複数の周波数成分を用いたか、1
つの特定周波数成分の強度変化のみによってノッキング
を判別させるようにしても良く、また、複数の周波数成
分それぞれの強度変化を検出してのノッキング判別にお
いては、最終的な判別を多数決に限るものではない。
In addition, in this example, whether multiple frequency components were used or one
Knocking may be determined only based on changes in the intensity of one specific frequency component, and when determining knocking by detecting changes in the intensity of each of multiple frequency components, the final determination is not limited to a majority vote. .

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、機関振動を検出
する振動センサからの検出信号から特定周波数成分を抽
出し、該特定周波数成分の強度の所定区間における変化
の様子に基づいてノッキングを検出する装置において、
実強度変化と比較される規範変化特性を、所定区間の初
期入力データに基づいて設定させるときに、各気筒と振
動センサとの距離のバラツキによる強度データの入力時
期のずれを補償させることかでき、以て、前記規範変化
特性の設定精度か向上し、ノッキング検出精度を向上さ
せることかできるという効果がある。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, a specific frequency component is extracted from a detection signal from a vibration sensor that detects engine vibration, and based on the change in the intensity of the specific frequency component in a predetermined interval. In a device that detects knocking,
When setting the reference change characteristic to be compared with the actual intensity change based on the initial input data of a predetermined interval, it is possible to compensate for the deviation in the input timing of the intensity data due to variations in the distance between each cylinder and the vibration sensor. Therefore, the setting accuracy of the reference change characteristic can be improved, and the knocking detection accuracy can be improved.

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

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概略図、第3図は同上実施
例におけるノッキング検出の内容を示すフローチャート
、第4図は同上実施例における特定周波数成分の強度の
時間的推移の一例を示す線図、第5図はノッキング発生
の有無による強度積分値の変化の様子を示す線図、第6
図は第5図示の規範変化特性の設定制御の問題点を示す
線図、第7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。 l・・・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  6a〜6e
・・・共振器  7・・・マイクロコンピュータ  8
・・・クランク角センサ 特許出願人 日本電子機器株式会社 代理人 弁理士 笹 島 富二雄
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, Fig. 2 is a system schematic diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a flowchart showing the details of knocking detection in the above embodiment, and Fig. 4 is the same as above. FIG. 5 is a diagram showing an example of the temporal change in the intensity of a specific frequency component in the example. FIG. 5 is a diagram showing how the intensity integral value changes depending on the presence or absence of knocking.
The figure is a diagram showing problems in the setting control of the reference change characteristic shown in Figure 5, and Figure 7 is a block diagram showing an example of a conventional knocking detection device. l...Knock sensor (vibration sensor) 2...A
/D converter 3...Comb filter 6a to 6e
...Resonator 7...Microcomputer 8
...Crank angle sensor patent applicant Fujio Sasashima, agent of Japan Electronics Co., Ltd., patent attorney

Claims (1)

【特許請求の範囲】 機関本体に付設されて機関振動を検出する振動センサと
、 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
特定周波数抽出手段と、 前記特定周波数抽出手段で抽出された特定周波数成分の
所定区間における強度変化を検出する強度変化検出手段
と、 前記特定周波数抽出手段で抽出された特定周波数成分の
強度が前記所定区間において気筒別に予め設定されたス
ライスレベルを初めて越えたときの強度をサンプリング
する初期強度サンプリング手段と、 該初期強度サンプリング手段でサンプリングされた強度
が前記所定区間において不変であるとして前記所定区間
における前記特定周波数成分の強度の規範変化特性を設
定する規範変化特性設定手段と、 前記強度変化検出手段で検出された特定周波数成分の強
度変化と前記規範変化特性設定手段で設定された規範変
化特性とを比較してノッキング発生を判別するノッキン
グ判別手段と、 を含んで構成された内燃機関のノッキング検出装置。
[Scope of Claims] A vibration sensor attached to an engine body to detect engine vibration; a specific frequency extracting means for extracting a specific frequency component from a detection signal of the vibration sensor; and a specific frequency component extracted by the specific frequency extracting means. an intensity change detection means for detecting an intensity change in a predetermined interval of a frequency component; and an intensity change detection means for detecting an intensity change in a predetermined interval of a frequency component; initial intensity sampling means for sampling intensity; and norm change characteristic setting for setting a norm change characteristic of the intensity of the specific frequency component in the predetermined interval assuming that the intensity sampled by the initial intensity sampling means remains unchanged in the predetermined interval. and a knocking determination means for determining the occurrence of knocking by comparing the intensity change of the specific frequency component detected by the intensity change detection means with the reference change characteristic set by the reference change characteristic setting means. A knocking detection device for an internal combustion engine configured.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008184915A (en) * 2007-01-26 2008-08-14 Mitsubishi Motors Corp Fuel injection control device of internal combustion engine
JP2011107066A (en) * 2009-11-20 2011-06-02 Honda Motor Co Ltd Evaluation method of vibration damping property

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JP2008184915A (en) * 2007-01-26 2008-08-14 Mitsubishi Motors Corp Fuel injection control device of internal combustion engine
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