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JPH0675001B2 - Knocking detection device for internal combustion engine - Google Patents

Knocking detection device for internal combustion engine

Info

Publication number
JPH0675001B2
JPH0675001B2 JP2190473A JP19047390A JPH0675001B2 JP H0675001 B2 JPH0675001 B2 JP H0675001B2 JP 2190473 A JP2190473 A JP 2190473A JP 19047390 A JP19047390 A JP 19047390A JP H0675001 B2 JPH0675001 B2 JP H0675001B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
knocking
amplitude
change
specific frequency
occurrence
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2190473A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0477628A (en
Inventor
渡邊  悟
純一 古屋
Original Assignee
株式会社ユニシアジェックス
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 株式会社ユニシアジェックス filed Critical 株式会社ユニシアジェックス
Priority to JP2190473A priority Critical patent/JPH0675001B2/en
Publication of JPH0477628A publication Critical patent/JPH0477628A/en
Publication of JPH0675001B2 publication Critical patent/JPH0675001B2/en
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

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と認められ
る度合いを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 detect the degree of 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合公報等参照)。
<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.
Some of them are equipped with an ignition timing control device which can prevent knocking promptly by detecting knocking and correcting the ignition timing because it adversely affects the exhaust valve and the piston (Japanese Patent Laid-Open No. 58-105036). 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6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おけ積分値
のピーク値(積分区間における特定周波数成分の振幅の
累積)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. 6, the knock sensor 11 that outputs a detection signal according 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. Integration interval of
A / D converter 15 performs A / D conversion of the peak value of the integrated value (accumulation of the amplitude of the specific frequency component in the integration section) in the integrator 14 that integrates only ATDC 10 ° to 60 °) and inputs it to the microcomputer 16. Let In the microcomputer 16, 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,
It is determined whether knocking has occurred.

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記のようにノッキング発生を、積分値のピ
ークレベルで判別する構成では、ノッキング発生の有無
による積分値のピークレベルの差が充分にあることが望
ましいが、実際には、機関の形状やノックセンサの取付
位置によって特に信号レベルの小さい運転領域又は気筒
において、前記差を充分に確保することができない場合
があり、この場合ノッキング発生の有無によって積分値
のピークレベルに明確な差異が発生しないために、ノッ
キングを誤検出してしまうことがあった。
<Problems to be Solved by the Invention> By the way, in the configuration in which the occurrence of knocking is determined by the peak level of the integrated value as described above, it is desirable that there is a sufficient difference in the peak level of the integrated value depending on the presence or absence of knocking. Actually, there is a case where the difference cannot be sufficiently secured in an operating region or a cylinder where the signal level is particularly small depending on the shape of the engine or the mounting position of the knock sensor. Knocking was sometimes erroneously detected because there was no clear difference in peak level.

また、従来は、前記積分値に基づいてノッキング有無の
判定をオン・オフ的に行うことはできるが、ノッキング
発生と認められる度合いの判定が行えないという問題も
あった。
Further, conventionally, the presence / absence of knocking can be determined on / off based on the integrated value, but there is a problem that the degree of knocking occurrence cannot be determined.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ノッキ
ングセンサからの信号レベルが小さい場合あっても、ノ
ッキング発生と認められる度合いを高精度に検出し得る
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 an object thereof is to provide a knocking detection device capable of highly accurately detecting the degree of occurrence of knocking even when the signal level from the knocking sensor is low. To do.

〈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、特定周波数抽出手段は、かかる振動
センサの検出信号から特定周波数成分抽出する。
In FIG. 1, a vibration sensor is attached to the engine body to detect engine vibration, and a specific frequency extraction means extracts a specific frequency component from the detection signal of the vibration sensor.

振幅変化検出手段は、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振幅の時間軸上における変化を所
定基幹内で検出する。
The amplitude change detection means detects a change on the time axis of the amplitude of the specific frequency component extracted by the specific frequency extraction means within a predetermined backbone.

そして、ノッキング度合い設定手段は、前記検出された
特定周波数成分の振幅の時間軸上における変化と所定の
規範変化特性との差に基づいてノッキング発生に属する
度合いを設定する。
Then, the knocking degree setting means sets the degree of belonging to knocking occurrence based on the difference between the change in the amplitude of the detected specific frequency component on the time axis and the predetermined reference change characteristic.

ここで、振幅変化検出手段が、特定周波数抽出手段で抽
出された特定周波数成分の振幅を積分するよう構成され
ると共に、所定の規範変化特性が前記振幅の積分値の変
化特性として設定され、ノッキング度合い設定手段が振
幅サンプリングタイミング毎に前記積分値の偏差を累積
した値に基づいてノッキング発生に属する度合いを設定
するよう構成することができる。
Here, the amplitude change detection means is configured to integrate the amplitude of the specific frequency component extracted by the specific frequency extraction means, and a predetermined reference change characteristic is set as a change characteristic of the integrated value of the amplitude, and knocking is performed. The degree setting means may be configured to set the degree of knocking occurrence based on a value obtained by accumulating the deviation of the integrated value at each amplitude sampling timing.

〈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振幅が時間軸上において、所定期
間内でノッキング発生時の特性で変化するか、また、ノ
ッキング非発生時の特性で変化するかが判別されるか
ら、ノッキング振動と機械振動との分離が信号レベルと
は無関係に行えることになり、信号レベルが小さい場合
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
検出が行え、然も、所定の規範変化特性に対する差とし
てノッキング発生に属する度合いを求めることができ
る。
<Operation> According to such a configuration, the amplitude of the specific frequency component extracted from the detection signal of the vibration sensor changes on the time axis within the predetermined period during the knocking occurrence, or when the knocking does not occur. Since it is determined whether there is a change, the knocking vibration and the mechanical vibration can be separated independently of the signal level, and even if the signal level is small, only the knocking vibration can be extracted and knocking detection can be performed. Also, it is possible to obtain the degree of belonging to knocking occurrence as a difference with respect to a predetermined reference change characteristic.

〈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 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 arranged to resonate with mutually different frequency components, and in this embodiment, the resonance frequency is 7kHz, 8kHz according to the frequency range 7kHz to 9kHz in which knocking vibration is said to appear remarkably. , 9kHz, 10kHz, 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
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
数成分の振幅が逐次得られるものである。
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 amplitude of each frequency component can be sequentially obtained.

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
から特性周波数成分を抽出するようにしており、本実施
例における特性周波数抽出手段は上記くし形フィルタ3
と共振器6a〜6eとによって構成される。但し、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
も良く、こお場合にはバンドパスフィルターが特定周波
数抽出手段に相当することになる。
In this embodiment, the characteristic 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 means is the above comb filter 3
And resonators 6a to 6e. However, 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 by the microcomputer 7. In this case, The bandpass filter corresponds to the specific frequency extracting means.

前記各共振器6a〜6eの出力、即ち、各周波数成分毎の振
幅信号は、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、クランク各セ
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
数成分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の特性周波性成分に基づき、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一方、
該検出結果に基づいて添加装置9における点火時期を補
正制御する。
The output of each of the resonators 6a to 6e, that is, the amplitude signal of each frequency component is input to the microcomputer 7, and the microcomputer 7 is based on the detection signal from each crank sensor 8. While detecting the occurrence of knocking in an internal combustion engine (not shown) based on the characteristic frequency component of the knock sensor 1 input through the resonators 6a to 6e in a predetermined frequency component section to be detected,
The ignition timing in the addition device 9 is corrected and controlled based on the detection result.

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 contents of knocking occurrence detection performed by the microcomputer 7 will be described below with reference to the flowchart of FIG.

尚、本実施例において振幅変化検出手段,ノッキング度
合い設定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。
In this embodiment, the functions of the amplitude change detecting means and the knocking degree setting means are provided by the microcomputer 7 as software as shown in the flowchart of FIG.

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(所定機関)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゜〜ATDC
60゜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 knocking occurrence detection shown in the flowchart of FIG.
It is performed in a predetermined frequency analysis section (predetermined engine), and the predetermined frequency analysis section is a section in which combustion vibration of each cylinder can be sampled while avoiding ignition noise, for example, in a 6-cylinder engine, ATDC10゜ ~ ATDC
The angle 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、各
共振器6a〜6eを介して入力される各周波数成分の振幅を
それぞれ初期値として記憶する(S1)。
First, when it is detected that the frequency analysis section has been entered, the amplitude of each frequency component input via each of the resonators 6a to 6e is stored as an initial value (S1).

そして、各周波数成分毎に記憶された初期値がそれぞれ
変わらず、前記周波数分析区間において一定レベルの振
幅が続くと仮定し、このときの前記振幅の積分値の時間
軸変化を、共振器6a〜6eからの出力間隔(標本周期)と
前記初期値とに基づいて設定し、かかるリニアな変化特
性をノッキング非発生時における規範変化特性とする
(S2)。
Then, it is assumed that the initial values stored for each frequency component do not change, respectively, and that the amplitude of a constant level continues in the frequency analysis section, and the time axis change of the integrated value of the amplitude at this time, the resonator 6a ~ The linear change characteristic is set based on the output interval (sampling period) from 6e and the initial value, and is used as the reference change characteristic when no knocking occurs (S2).

次に、前記周波数分析区間において所定時間毎に入力さ
れることになる各周波数成分毎の振幅を記憶し、各周波
数成分毎に振幅の時間的推移(振幅変化のパターン)を
検出する(第4図参照)。
Next, the amplitude of each frequency component to be input at every predetermined time in the frequency analysis section is stored, and the temporal transition of the amplitude (amplitude change pattern) is detected for each frequency component (fourth). See figure).

そして、かかる検出に基づいて振幅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振
幅変化のパターンが積分値の傾きとして観察されるよう
にする(S3)。
Then, based on such detection, the amplitude is integrated for each sampling period on the time axis, and the pattern of amplitude change in the frequency analysis section is observed as the slope of the integrated value (S3).

そして、前述のように振幅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
周波数成分毎の振幅積分値の変化の特性とを比較し、両
者のズレ量を例えば規範変化特性に対する増大側でプラ
ス、減少側でマイナスとして振幅のサンプリング間隔毎
に求めて累積させ、該累積値Eが規範変化特性に対する
実際の変化のずれ量を表すようにする(S4)。
Then, as described above, the reference change characteristic for each frequency component obtained assuming that the amplitude is unchanged and the characteristic of the change in the amplitude integral value for each frequency component actually detected are compared, and both are compared. The amount of deviation is calculated, for example, as plus on the increasing side and minus on the decreasing side with respect to the normative change characteristic, and is accumulated at each sampling interval of the amplitude so that the accumulated value E represents the amount of deviation of the actual change with respect to the normative change characteristic. (S4).

尚、上記のように積分値変化の偏差を累積するときに
は、ノッキング振動の発生時期の変化によって分析区間
の初期にノッキング振動による変化特性を積分値が正し
く示さないことがあるので、実際に検出された各周波数
成分毎の振幅積分値が所定値以下になってからのずれ量
を累積させるようにすることが好ましい。
In addition, when the deviation of the change in the integrated value is accumulated as described above, the change characteristic due to the knocking vibration may not be correctly shown at the beginning of the analysis section due to the change in the timing of occurrence of the knocking vibration. Further, it is preferable to accumulate the deviation amount after the integrated amplitude value for each frequency component becomes equal to or less than a predetermined value.

ここで、規範変化特性は、振幅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振幅積分値の変化パ
ターン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、一定の振幅で安定して
いないものと推定されるが、実際の検出信号に基づく振
幅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
みであると推定できる(第5図参照)。
Here, the reference change characteristic is linearly increased because it is premised that there is no change in amplitude. On the other hand, when the change pattern of the amplitude integrated value obtained based on the actual detection signal does not match. It is estimated that since the frequency component contains knocking vibration, the amplitude is not stable at a constant amplitude. However, the amplitude integrated value based on the actual detection signal is substantially the same as the reference change characteristic. In the case of linearly increasing change, it can be estimated that the frequency component is only mechanical vibration (see FIG. 5).

即ち、第5図に示すように、同じ周波数成分において、
ノッキング振動が含まれるときには、異常燃焼によるノ
ッキング振動が徐々に減衰するから、前記周波数成分の
振幅も最初は大きく徐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が含まれない
ときには、略一定の機械振動レベルで振幅が推移するこ
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、分析区間の初期の振幅を略維持して、振幅の積分
値は略リニアに上昇することになる。
That is, as shown in FIG. 5, in the same frequency component,
When the knocking vibration is included, the knocking vibration due to abnormal combustion is gradually attenuated. Therefore, the amplitude of the frequency component is also gradually gradually attenuated to the level of mechanical vibration only. Conversely, the knocking vibration is included. If not, the amplitude changes at a substantially constant mechanical vibration level. Therefore, when knocking vibration is not included, the initial amplitude of the analysis section is substantially maintained, and the integrated value of the amplitude increases substantially linearly.

従って、前述のように、分析区間の初期の振幅がその後
変化しないと仮定して、振幅の積分値の時間軸変化を推
定すれば、この変化特性(所定の規範変化特性)は、ノ
ッキング非発生時のものとなり、ノッキングが発生して
いるときに、実際の振幅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パター
ンを示すことになり、ノッキング発生が明確であるとき
ほど変化特性に大きな差異を示すことになる。このた
め、実際の振幅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し、その差異を累積するこ
とでノッキング発生の確からしさ(ノッキング発生に属
する度合い)が検出できるものである。
Therefore, as described above, assuming that the initial amplitude of the analysis interval does not change thereafter, if the time-based change of the integrated value of the amplitude is estimated, this change characteristic (predetermined normative change characteristic) shows that knocking does not occur. When the actual amplitude is integrated on the time axis when knocking occurs,
As shown in FIG. 5, a change pattern that does not match the change characteristic estimated to correspond to the non-occurrence of knocking is shown, and the clearer the occurrence of knocking, the greater the difference in change characteristic. . Therefore, it is possible to detect the probability of occurrence of knocking (degree of occurrence of knocking) by obtaining an integral value of the actual amplitude on the time axis, comparing it with that when the knocking is not occurring, and accumulating the difference. It is a thing.

このように、特定周波数成分の振幅変化パターンに基づ
いてノッキングを検出できるから、信号レベルが小さい
ときであっても識別が可能であり、また、機械振動が強
くなる高回転域であっても、容易にノッキング振動と機
械振動とを区別してノッキング検出を行えるものであ
る。
In this way, since knocking can be detected based on the amplitude change pattern of the specific frequency component, it is possible to identify even when the signal level is low, and even in the high rotation range where mechanical vibration becomes strong, It is possible to easily detect knocking by distinguishing between knocking vibration and mechanical vibration.

尚、周波数によっては、ノッキングの発生によって機関
振動レベルよりも振幅が弱くなり、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
数域もあるが、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
ング発生の確からしさを検出できる。また、周波数分析
区間の初期における振幅を一定としてノッキング非発生
時の変化特性を設定するようにしたが、予めそれぞれの
周波数成分毎にノッキング振動を含んだ場合の振幅変化
(減少変化又は増大変化)の特性を求めておいて、この
ノッキング初政治に表れると予測される振幅の変化特性
と、実際の検出信号から求めた各周波数成分毎の振幅変
化パターンとを比較し、非ノッキング度合いを示すこと
になる両者のずれ量の累積を求めるようにしても良い。
Note that depending on the frequency, there is a frequency range in which the amplitude becomes weaker than the engine vibration level due to occurrence of knocking and returns to the engine vibration level as the knocking vibration attenuates. Since it does not exhibit a linear change which is a change characteristic when the knock does not occur, the probability of occurrence of knocking can be detected. In addition, although the change characteristic when knocking is not generated is set by setting the amplitude in the initial part of the frequency analysis section to be constant, the amplitude change (decreasing change or increasing change) when knocking vibration is included for each frequency component in advance. In order to show the degree of non-knocking, compare the amplitude change characteristics expected to appear in the first knocking politics with the amplitude change pattern for each frequency component found from the actual detection signal. It is also possible to obtain the cumulative amount of deviation between the two.

各共振器6a〜6eに対応する周波数成分毎に、周波数分析
区間における実振幅変化の非ノック時に対応する規範変
化特性に対するずれ量の累積値Eを上記のようにして求
めると、各周波数成分毎に求めた累積値Eの絶対値の総
和、又は、平均値、更には、最大値などを求める。そし
て、かかる各周波数成分別のずれ量累積値Eから最終的
に設定されたずれ量累積値Eの絶対値、即ち、ノッキン
グ発生に属する度合い(ノッキング発生の確からしさ)
を示すことになる値に基づいて、ノッキング発生の態様
を本実施例では3つに別けて最終的な検出結果とする。
For each frequency component corresponding to each of the resonators 6a to 6e, the cumulative value E of the deviation amount with respect to the reference change characteristic corresponding to the non-knock of the actual amplitude change in the frequency analysis section is obtained as described above. The sum of the absolute values of the cumulative value E obtained in step 1 or the average value, and further the maximum value are obtained. Then, from the deviation amount cumulative value E for each frequency component, the absolute value of the deviation amount cumulative value E finally set, that is, the degree of belonging to knocking occurrence (probability of knocking occurrence)
In the present embodiment, the mode of knocking occurrence is divided into three to be the final detection result based on the value that indicates

まず、予め設定されているノッキング発生レベルな累積
値Eと実際に検出された累積値Eとを比較し(S5)、ノ
ッキング発生レベルを越えるときはノッキングが発生し
ていると判定する(S6)。一方、ノッキング発生レベル
の累積値E以下であるときには、予め設定されているノ
ッキング非発生レベルの累積値Eと実際に検出された累
積値Eとを比較し(S7)、ノッキング非発生レベルより
も小さいときにはノッキング非発生状態を判定するが
(S8)、実際に検出された累積値Eがノッキング発生レ
ベルとノッキング非発生レベルとの中間の値である場合
には、ノッキングが発生しているともまたノッキングが
発生していないとも判定できない状態であるとして、ノ
ッキング発生の可能性有りの判定を下す(S9)。
First, the preset cumulative value E of the knocking occurrence level is compared with the actually detected cumulative value E (S5), and when the knocking occurrence level is exceeded, it is determined that knocking has occurred (S6). . On the other hand, when it is equal to or lower than the cumulative value E of the knocking occurrence level, the preset cumulative value E of the knocking non-occurrence level is compared with the actually detected cumulative value E (S7), and the knocking non-occurrence level is higher than the knocking non-occurrence level. When it is small, the knocking non-occurrence state is determined (S8), but when the actually detected cumulative value E is an intermediate value between the knocking occurrence level and the knocking non-occurrence level, it is determined that knocking has occurred. It is determined that knocking has not occurred, and it is determined that knocking may occur (S9).

尚、上記のように各周波数成分毎に求めた累積値Eに基
づき、各周波数成分毎にノッキング発生の態様を上記の
3つに分別させ、判定されたノッキング発生態様の中で
最も判定数の多いものを最終的に選択させるようにして
も良い。
It should be noted that, based on the cumulative value E obtained for each frequency component as described above, the modes of knocking occurrence for each frequency component are classified into the above three, and the most number of determinations among the determined knocking occurrence modes is performed. You may make it select many things finally.

上記のように、ノッキング度合いを示すことになる累積
値Eに基づいてノッキング発生の態様を3種類に分別す
る場合には、例えば、ノッキング発生判定時には点火時
期を所定クランク角だけ遅角補正することでノッキング
発生を回避し、ノッキング非検出時には点火時期を所定
クランク角だけ進角補正して機関出力の増大を図り、更
に、ノッキング発生の可能性有りと判定されているとき
には、現状の点火時期を維持させるようにする。
As described above, when the knocking occurrence modes are classified into three types based on the cumulative value E that indicates the knocking degree, for example, when the knocking occurrence is determined, the ignition timing is retarded by a predetermined crank angle. In order to avoid knocking, the ignition timing is advanced by a predetermined crank angle when knocking is not detected to increase the engine output, and when it is determined that knocking may occur, the current ignition timing is set. Try to keep it.

このように、ノッキング発生の有無の他にノッキング発
生の可能性有りの判定があれば、点火時期の制御として
進角補正及び遅角補正の他に、現状維持の制御が行える
ことになり、ノッキング発生の有無判定に基づいて点火
時期を進角又は遅角補正させる場合に比べて制御性が向
上する。
In this way, if it is determined that knocking may occur in addition to the presence or absence of knocking, it is possible to perform control for maintaining the current state in addition to advance angle correction and retard angle correction as ignition timing control. The controllability is improved as compared with the case where the ignition timing is advanced or retarded based on the presence / absence determination.

上記のようにノッキング発生態様を3種類に分別させる
のは、最も簡便な方法であり、ノッキング度合いを示す
累積値Eから更に細かく4つ以上にノッキングレベルを
分別し、それぞれの分別結果に応じて点火時期の補正量
が設定されるようにしてあれば、更に、ノッキング回避
のための点火制御性が向上する。
As described above, it is the simplest method to classify the knocking occurrence modes into three types, and further classify the knocking level into four or more from the cumulative value E indicating the degree of knocking, and according to each classification result. If the correction amount of the ignition timing is set, the ignition controllability for avoiding knocking is further improved.

尚、本実施例では、ノックセンサ1の検出信号から7kH
z,8kHz,9kHz,10kHz,11kHzの5種類の周波数成分を抽出
するようにしたが、抽出する周波数を限定するものでは
ない。また、周波数の数を言通するものでもなく、1つ
の周波数成分のみによって第3図に示すフローチャート
に従ってノッキング度合いの検出を行わせるようにして
も良い。
In this embodiment, the detection signal from the knock sensor 1 is 7 kH
Although five kinds of frequency components of z, 8kHz, 9kHz, 10kHz and 11kHz are extracted, the frequencies to be extracted are not limited. Further, it is not necessary to say the number of frequencies, and the knocking degree may be detected according to the flowchart shown in FIG. 3 using only one frequency component.

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、振動センサの検
出信号レベルに関係なくノッキング発生を検出できると
共に、ノッキング発生の確からしさを検出できるように
なるので、かかる検出結果の基づいて例えばノッキング
回避のための点火時期補正をきめ細かく実行させること
が可能となって、ノッキング回避のための点火時期制御
の制度が向上するという効果がある。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, the occurrence of knocking can be detected regardless of the detection signal level of the vibration sensor, and the probability of occurrence of knocking can be detected. For example, it is possible to finely execute the ignition timing correction for avoiding knocking, and there is an effect that the accuracy of the ignition timing control for avoiding knocking is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description 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図は同上実施例における周波数分析区間
内における特定周波数成分の振幅変化の一例を示す線
図、第5図は特定周波数の振幅変化パターンに基づくノ
ッキング判別を説明するためのタイムチャート、第6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 flow chart showing the contents of knocking detection control in the same embodiment, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of an amplitude change of a specific frequency component in a frequency analysis section in the same embodiment, FIG. 5 is a time chart for explaining knocking determination based on an amplitude change pattern of a specific frequency, and FIG. It is a block diagram showing an example of a 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 (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】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
振幅の時間軸上における変化を所定期間内で検出する振
幅変化検出手段と、 該振幅変化検出手段で検出された特定周波数成分の振幅
変化と所定の規範変化特性との差に基づいてノッキング
発生に属する度合いを設定するノッキング度合い設定手
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 extracting means for extracting a specific frequency component from a detection signal of the vibration sensor, and a specific frequency extracted by the specific frequency extracting means. Amplitude change detecting means for detecting a change in the amplitude of the component on the time axis within a predetermined period, and knocking based on the difference between the amplitude change of the specific frequency component detected by the amplitude change detecting means and the predetermined reference change characteristic. An knocking detection device for an internal combustion engine, comprising: knocking degree setting means for setting a degree of occurrence.
【請求項2】前記振幅変化検出手段が、特定周波数抽出
手段で抽出された特定周波数成分の振幅を積分するよう
構成されると共に、前記所定の規範変化特性が前記振幅
の積分値の変化特性として設定され、前記ノッキング度
合い設定手段が振幅サンプリングタイミング毎に前記積
分前の偏差を累積した値に基づいてノッキング発生に属
する度合いを設定するよう構成されたことを特徴とする
請求項1記載の内燃機関のノッキング検出装置。
2. The amplitude change detection means is configured to integrate the amplitude of the specific frequency component extracted by the specific frequency extraction means, and the predetermined normative change characteristic is a change characteristic of an integrated value of the amplitude. 2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the knocking degree setting means is configured to set the degree of belonging to knocking occurrence based on a value obtained by accumulating the deviation before integration for each amplitude sampling timing. Knocking detection device.
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