KR20030039494A - Knock controlling method of engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통계적 데이터 처리를 통한 노크 임계값(Knock Threshold)을 계산함으로써 노킹 제어 로직을 개선하여 엔진의 내구 성능 향상 및 부적절한 점화시기 지연에 따른 엔진 성능의 저하를 방지할 수 있는 엔진의 노킹 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 엔진의 노킹 제어방법에 있어서, 노크 센서 신호 검출하는 단계와; 노킹 강도를 계산하는 단계와; 통계적 데이터 처리를 통한 노크 임계값(Knock Threshold)을 계산하는 단계와; 노킹 제어를 위한 노킹 강도의 크기와 상기 계산된 통계적 데이터 처리를 통한 노크 임계값의 크기를 비교하는 단계와; 상기 비교 단계에서 노킹 강도가 통계적 데이터 처리를 통한 노크 임계값의 크기보다 크면 노킹으로 판단하여 해당되는 점화 제어동작을 수행하는 단계로 이루어진다.The present invention improves the knock control logic by calculating a knock threshold through statistical data processing to improve engine durability and prevent engine deterioration due to improper ignition delay. It is about. The present invention provides a knocking control method of an engine, comprising: detecting a knock sensor signal; Calculating knocking strength; Calculating a knock threshold through statistical data processing; Comparing the magnitude of the knocking intensity for knocking control with the magnitude of the knock threshold through the calculated statistical data processing; In the comparing step, when the knocking intensity is larger than the knock threshold value through the statistical data processing, the knocking is determined as knocking, and the corresponding ignition control operation is performed.
Description
본 발명은 엔진에 관한 것으로서, 특히 엔진의 노킹 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an engine, and more particularly, to a knocking control method of an engine.
통상적으로, 엔진의 노킹 제어방법은 엔진 관리 시스템(EMS ; Engine Management System) 업체간 노킹 제어 로직에 차이가 있지만 그 기본 개념은 비슷하다.In general, the knocking control method of the engine is different in the knocking control logic between the engine management system (EMS) vendors, but the basic concept is similar.
주로 사용되는 엔진의 노킹 제어방법을 설명하면 먼저, 진동센서를 엔진 블록에 장착하여 노킹(Knocking) 발생시 특정 주파수 대역(보통 8-12KHz)에서 발생하는 진동 신호를 특정 방식으로 처리하여 노크 감지를 하고, 노크 감지시 점화시기를 지각(Retard) 하여 엔진의 노크를 제어한다.The knocking control method of a commonly used engine will be described first. By attaching a vibration sensor to the engine block, knocking is detected by processing a vibration signal generated in a specific frequency band (usually 8-12KHz) in a specific manner when knocking occurs. When the knock is detected, the engine is knocked by retarding the ignition timing.
노크 센서로부터 발생하는 노크 신호를 처리하여 노킹 강도를 구하는 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 이루어진다.The method for obtaining the knocking intensity by processing the knock signal generated from the knock sensor is performed as shown in FIG.
먼저, 노크 센서(Knock Sensor)에서 신호가 발생되면, 노크 센서 신호는 제어하기에 미약하므로 증폭기에서 증폭한다.First, when a signal is generated from a knock sensor, the knock sensor signal is weak to control and thus amplified by the amplifier.
이어서, 노킹 주파수 대역으로 필터링(Band Pass Filtering)하고, 정류기(Rectifier)에서 정류한다.Subsequently, band pass filtering is performed in the knocking frequency band and rectified in a rectifier.
그리고, 일정 노크 영역(Knock Window)에서 적분기(Integrator)로 적분하여 최종 노킹 강도(Knocking Intensity)로 정의한다.The integrated knock is integrated into an integrator in a predetermined knock area to define final knocking intensity.
상기와 같은 방법으로 구한 노킹 강도를 이용하여 노킹 여부를 판단하는데, 그 방법은 통상 다음과 같은 방법이 사용된다.Whether or not knocking is determined using the knocking strength obtained by the above method, and the following method is usually used.
먼저, 참조 레벨(Reference Level)을 계산한다.First, a reference level is calculated.
참조 레벨은 계산한 노킹 강도를 레그 필터링(Lag Filtering)하여 아래와 같이 계산한다.The reference level is calculated by performing leg filtering on the calculated knock strength.
참조 레벨(n) = 참조 레벨(n-1) + 이득(Gain) * (노킹 강도(n)-참조 레벨(n-1))Reference level (n) = reference level (n-1) + gain * (knocking intensity (n)-reference level (n-1))
노킹 판단은Knocking judgment
노킹 강도 > 슬로프(Slope) * 참조 레벨 + 오프셋(Offset)Knocking Strength> Slope * Reference Level + Offset
의 조건에 해당되는 가의 여부에 따라 판단한다.Judgment is made based on whether the conditions of
여기서, 슬로프(Slope) 및 오프셋(Offset)은 상수로서 엔진의 각 운전 조건에서 대상시험을 통하여 맵핑(Mapping)하는 값이다.Here, slope and offset are constants and are values that are mapped by subject tests in each operating condition of the engine.
위와 같은 방법을 사용할 때 종래 기술은 노크 센서로부터 발생하는 신호는 차량, 엔진간의 양산 편차, 대상 맵핑시의 표준 조건과 실 차량 운전 조건과의 차이 등에서 차이가 있을 수 있다.When the above-described method is used, the signal generated from the knock sensor may be different from the mass production deviation between the vehicle and the engine, the difference between the standard condition at the time of object mapping and the actual vehicle driving condition.
또한, 같은 운전 조건에서도 노크 센서 자체의 상태 변화에 의해서도 신호 차이가 발생한다.Further, even under the same operating conditions, a signal difference occurs due to a change in the state of the knock sensor itself.
예를 들어 도 2에 도시된 바와 같은 조건에서 노킹 강도가 일정한 주기로 진동(Oscillation)한다.For example, the knocking intensity oscillates at a constant cycle under the conditions as shown in FIG. 2.
또한 도 3에 도시된 바와 같은 조건에서 노크 신호의 증폭되는 비가 틀려져 신호 레벨(Level)이 변화되기도 한다.In addition, under the conditions as shown in FIG. 3, the amplification ratio of the knock signal may be changed, thereby changing the signal level.
이는, 노크 센서 상태의 변화에 기인한 것으로 추정된다.This is presumably due to the change of knock sensor state.
실제 노킹 발생에 의한 변화가 아닌 다른 요인에 의한 노킹 참조 레벨 (Knocking Reference Level)의 변화는, 엔진 대상 시험을 통하여 맵핑할 때와는 다른 신호의 편차를 발생시킨다.A change in knocking reference level caused by a factor other than the change in actual knocking will cause a signal deviation different from when mapping through the engine test.
현재 노킹 제어 로직(Knocking Control Logic) 상의 임계값(Threshold)은 이러한 신호의 편차가 고려되지 않고, 항상 같은 기울기를 곱하는 방식으로 계산되므로 노킹 감지에 오류가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.At present, the threshold on the knocking control logic is not considered such a deviation of the signal, and is calculated in a manner that is always multiplied by the same slope, thereby causing an error in the knocking detection.
본 발명의 목적은 통계적 데이터 처리를 통한 노크 임계값(Knock Threshold)을 계산함으로써 노킹 제어 로직을 개선하여 엔진의 내구 성능 향상 및 부적절한 점화시기 지연에 따른 엔진 성능의 저하를 방지할 수 있는 엔진의 노킹 제어방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to improve knock control logic by calculating knock thresholds through statistical data processing, thereby improving engine durability and preventing engine degradation due to improper ignition delay. To provide a control method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 엔진의 노킹 제어방법에 있어서, 노크 센서 신호 검출하는 단계와; 노킹 강도를 계산하는 단계와; 통계적 데이터 처리를 통한 노크 임계값(Knock Threshold)을 계산하는 단계와; 노킹 제어를 위한 노킹 강도의 크기와 상기 계산된 통계적 데이터 처리를 통한 노크 임계값의 크기를 비교하는 단계와; 상기 비교 단계에서 노킹 강도가 통계적 데이터 처리를 통한 노크 임계값의 크기보다 크면 노킹으로 판단하여 해당되는 점화 제어동작을 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a knocking control method of an engine, comprising: detecting a knock sensor signal; Calculating knocking strength; Calculating a knock threshold through statistical data processing; Comparing the magnitude of the knocking intensity for knocking control with the magnitude of the knock threshold through the calculated statistical data processing; When the knocking intensity is greater than the knock threshold value through the statistical data processing in the comparing step, it is determined that the knocking is to perform a corresponding ignition control operation.
도 1은 일반적인 엔진의 노킹 제어과정을 도시한 것으로, 노크 센서로부터 발생하는 노크 신호를 처리하여 노킹 강도를 구하는 방법을 도시한 도면.1 is a view illustrating a knocking control process of a general engine and a method of obtaining a knocking intensity by processing a knock signal generated from a knock sensor.
도 2는 노크 신호의 진동을 도시한 도면.2 illustrates vibration of a knock signal.
도 3은 노크 신호의 증폭되는 비가 틀려져 신호 레벨(Level)이 변화됨을 도시한 도면.3 is a view showing that the signal level is changed because the ratio of the amplification of the knock signal is wrong.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 노킹 제어과정을 도시한 흐름도.4 is a flowchart illustrating a knocking control process of an engine according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While many specific details, such as the following description and the annexed drawings, are shown to provide a more general understanding of the invention, these specific details are illustrated for the purpose of explanation of the invention and are not meant to limit the invention thereto. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 노킹 제어과정을 설명한다.A knocking control process of the engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.
본 발명의 실시예에 따른 엔진의 노킹 제어과정을 설명하기에 앞서 본 발명의 노킹 제어장치의 구성은 노크 센서, 엔진 제어부, 메모리부를 포함하여 구성한다.Prior to describing the knocking control process of the engine according to the embodiment of the present invention, the knocking control device of the present invention includes a knock sensor, an engine control unit, and a memory unit.
노크 센서는 종래 기술에서와 같이 엔진의 노크를 검출하여 그에 해당되는 전기적인 신호를 엔진 제어부로 공급한다.The knock sensor detects knock of the engine and supplies an electrical signal corresponding to the knock of the engine as in the related art.
엔진 제어부는 전반적인 엔진의 제어동작을 수행하며, 특히 본 발명의 실시예에서는 노크 센서의 신호를 입력받아 통계적 데이터 처리를 통한 노킹 제어동작을 수행한다.The engine controller performs an overall control operation of the engine. In particular, the engine controller receives a signal of the knock sensor and performs a knocking control operation through statistical data processing.
메모리부는 대상시험을 통하여 맵핑된 각각의 데이터를 저장하는 기능을 한다.The memory unit functions to store each data mapped through the subject test.
도 4를 참조하면, (S410)에서 엔진 제어부는 노크 센서를 통해 노크 센서 신호를 검출한다.Referring to FIG. 4, in operation S410, the engine controller detects a knock sensor signal through a knock sensor.
이어서, 엔진 제어부는 (S412)으로 진행하여 노킹 강도를 계산하고, (S414) 내지 (S418)으로 진행하여 통계적 데이터 처리를 통한 노크 임계값(Knock Threshold)을 계산한다.Subsequently, the engine control unit proceeds to S412 to calculate knocking intensity, and proceeds to S414 to S418 to calculate a knock threshold through statistical data processing.
여기서, 통계적 데이터 처리를 통한 노크 임계값의 계산단계는Here, the calculation step of the knock threshold value through the statistical data processing
도 4의 (S414)에서와 같이 최근 100 사이클 동안의 노킹 강도 평균(m)과 표준 편차(σ)를 계산하는 단계와;Calculating a knocking intensity average (m) and a standard deviation (σ) for the last 100 cycles as in (S414) of FIG. 4;
계산된 표준 편차(σ)와 대상시험을 통해 맵핑된 데이터에서 노킹 강도 표준 편차(σ')값의 크기를 비교하는 단계(S416)와;Comparing the calculated standard deviation (σ) and the magnitude of the knocking intensity standard deviation (σ ′) value in the data mapped through the target test (S416);
해당되는 식으로 노크 임계값을 연산하는 단계(S418)로 이루어진다.Computing the knock threshold in the corresponding manner (S418).
노크 임계값의 연산식은The expression for the knock threshold is
대상시험을 통해 맵핑된 데이터에서 노킹 발생 확률에 따른 표준 정규분포 역함수 값(Z') * 표준 편차(σ) + 노킹 강도 평균(m)Standard normal distribution inverse function value (Z ') according to the probability of knocking occurrence in the data mapped through the subject test * Standard deviation (σ) + Knocking intensity average (m)
으로 이루어진다.Is done.
그리고 (S418)에서 엔진 제어부는 노킹 제어를 위한 노킹 강도의 크기와 계산된 통계적 데이터 처리를 통한 노크 임계값의 크기를 비교한다.In operation S418, the engine controller compares the magnitude of the knocking intensity for knocking control with the magnitude of the knock threshold through the calculated statistical data processing.
상기 비교 단계에서 노킹 강도가 통계적 데이터 처리를 통한 노크 임계값의 크기보다 크면 엔진 제어부는 노킹으로 판단하고 (S420)으로 진행하여 해당되는 점화 제어동작을 수행한다.If the knocking intensity is greater than the knock threshold value through the statistical data processing in the comparing step, the engine controller determines that the knocking is performed and proceeds to step S420 to perform a corresponding ignition control operation.
즉, 엔진 제어부의 노킹 판단은That is, the knocking determination of the engine control unit
노킹 강도 > [대상시험을 통해 맵핑된 데이터에서 노킹 발생 확률에 따른 표준 정규분포 역함수 값(Z') * 표준 편차(σ) + 노킹 강도 평균(m)]Knocking Intensity> [Standard Normal Distribution Inverse Value (Z ') * Standard Deviation (σ) + Knocking Intensity (m) According to Probability of Knocking in Data Mapped through Subject Tests]
의 조건에 해당되는 가의 여부에 따라 판단한다.Judgment is made based on whether the conditions of
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 노킹 제어방법은 통계적 데이터 처리를 통한 노크 임계값(Knock Threshold)을 계산함으로써 노킹 제어 로직을 개선한 것이다.As described above, the knock control method of the engine improves the knock control logic by calculating a knock threshold through statistical data processing.
종래 기술에서의 노킹 제어 로직은 n, n-1의 데이터만을 이용하여 기본 참조 값을 구하고 여기서 임계값을 계산한다.In the prior art, the knocking control logic obtains a basic reference value using only data of n and n-1 and calculates a threshold value.
종래 기술에서 주로 사용되는 노킹 제어 로직(Knocking Control Logic)의 임계값(Threshold) 계산은 차량/엔진간의 변동(Variance), 다양한 운전 조건에서 적절치 못한 경우가 있다.Threshold calculation of knocking control logic, which is mainly used in the prior art, is not appropriate in a vehicle / engine variation, various driving conditions.
이런 오류를 방지하기 위하여 본 발명의 실시예는 통계적 방법을 적용하여 노킹 제어 로직을 개선한 것이다.In order to prevent such an error, an embodiment of the present invention improves knocking control logic by applying a statistical method.
즉, 본 발명의 실시예에서는 100 사이클(Cycle) 동안의 노크 신호를 취득하고 이의 평균과 표준 편차를 구하여 노크 임계값(Knock Threshold)을 구함으로서 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있다.That is, in the exemplary embodiment of the present invention, the reliability of data can be secured by acquiring a knock signal for 100 cycles, obtaining an average and a standard deviation thereof, and obtaining a knock threshold.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 노킹 제어방법은 차량간 변동, 운전조건의 변화에 따라 적절치 못한 노킹 제어를 새로운 로직을 적용하여 개선함으로써 엔진의 내구 성능 향상 및 부적절한 점화시기 지연에 따른 엔진 성능의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the knocking control method of the engine according to the present invention improves the endurance performance of the engine by applying new logic and improves the engine's durability performance and improper ignition timing delay according to the variation between vehicles and the change of driving conditions. There is an effect that can prevent the degradation of.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20011113 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20040129 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20040428 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20040129 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |