JP2002047993A - Knock detector for internal combustion engine - Google Patents
Knock detector for internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関で発生す
る振動波形信号から抽出される信号レベルに基づきノッ
ク判定する内燃機関のノック検出装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a knock detection device for an internal combustion engine that determines knock based on a signal level extracted from a vibration waveform signal generated in the internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、内燃機関のノック検出装置におけ
るノック検出のためのノック判定レベルは、ノックセン
サから出力される信号レベルを抽出し、そのピーク値、
積分値等から生成される所謂、バックグランドレベルに
応じて設定される。このとき、ピーク値、積分値等は、
1燃焼サイクル毎に平滑化(平均化・なまし)処理され
る。このようにして設定されたノック判定レベルと元の
信号レベルとを比較することによりノック発生の有無を
判定する技術が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a knock determination level for knock detection in a knock detection device for an internal combustion engine is obtained by extracting a signal level output from a knock sensor, obtaining a peak value thereof,
It is set according to a so-called background level generated from an integral value or the like. At this time, the peak value, integral value, etc.
Smoothing (averaging / averaging) processing is performed for each combustion cycle. There is known a technique of comparing the knock determination level set in this way with the original signal level to determine whether knock has occurred.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ノックセン
サから出力される信号レベルが急変する場合、例えば、
内燃機関の機関回転速度や負荷の急変があっても1燃焼
サイクル毎に平滑化されるため、応答遅れが生じること
でノック発生の有無を誤判定することがあった。When the signal level output from the knock sensor changes suddenly, for example,
Even if there is a sudden change in the engine speed or load of the internal combustion engine, smoothing is performed for each combustion cycle, and therefore, there is a case where the occurrence of knocking is erroneously determined due to a response delay.
【0004】また、実際にノック発生があっても、バッ
クグランドレベルが上昇し過ぎているとノック検出が不
能となることも考えられる。[0004] Further, even if knock actually occurs, knock detection may not be possible if the background level is too high.
【0005】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、内燃機関で発生する振動波形
信号から抽出される信号レベルに基づき正確にノック判
定でき、かつノック検出性も向上可能な内燃機関のノッ
ク検出装置の提供を課題としている。Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and a knock determination can be accurately made based on a signal level extracted from a vibration waveform signal generated in an internal combustion engine, and knock detectability can be improved. It is an object to provide a knock detection device for an internal combustion engine.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項1の内燃機関のノ
ック検出装置によれば、信号検出手段で検出された内燃
機関で発生する振動波形信号から複数の信号抽出手段に
よって抽出された内燃機関の1燃焼タイミングにおける
複数の周波数帯域別の信号レベル同士が、ノック判定手
段で比較され、それらの大小関係に基づきノック判定さ
れる。このため、ノック発生によってバックグランドレ
ベルに過渡的な変動があっても、それまでのノック履歴
による影響、即ち、ノック判定レベルの平滑化による応
答遅れ等を考慮する必要がない。このように、内燃機関
の各気筒の1燃焼タイミングで抽出された複数の周波数
帯域別の信号レベルのみが用いられ、それらの大小関係
が比較されることでノック発生の有無が正確に判定され
る。According to the knock detecting apparatus for an internal combustion engine of the present invention, a plurality of signal extracting means extract from a vibration waveform signal generated in the internal combustion engine detected by the signal detecting means. The signal levels for each of a plurality of frequency bands at one combustion timing are compared by knock determination means, and knock determination is made based on the magnitude relation therebetween. Therefore, even if the background level changes transiently due to the occurrence of knock, it is not necessary to consider the influence of the knock history up to that point, that is, the response delay due to the smoothing of the knock determination level. As described above, only the signal levels for each of the plurality of frequency bands extracted at one combustion timing of each cylinder of the internal combustion engine are used, and the magnitude relation therebetween is compared to accurately determine whether knock has occurred. .
【0007】請求項2の内燃機関のノック検出装置にお
けるノック判定手段では、複数の信号抽出手段のうち所
定の1つの信号抽出手段による信号レベルを基準として
他の信号抽出手段による信号レベルと比較される。この
ように、内燃機関の各気筒の1燃焼タイミングで抽出さ
れた複数の周波数帯域別の信号レベルのみが用いられ、
その中の所定の1つの信号レベルを基準として大小関係
が比較されることでノック発生の有無が正確に判定され
ると共に、ノック検出性も向上される。The knock determination means in the knock detection device for an internal combustion engine according to claim 2 compares the signal level of another predetermined signal extraction means with the signal level of another predetermined signal extraction means as a reference. You. As described above, only the signal levels for a plurality of frequency bands extracted at one combustion timing of each cylinder of the internal combustion engine are used,
By comparing the magnitude relations based on one of the predetermined signal levels, the presence / absence of knock occurrence is accurately determined, and the knock detectability is also improved.
【0008】請求項3の内燃機関のノック検出装置にお
ける所定の1つの信号抽出手段では、ノック特有の周波
数帯域と異なりノックに影響されない周波数帯域の信号
レベルが抽出され、その他の信号抽出手段でノック特有
の周波数帯域の信号レベルが抽出される。このように、
内燃機関の各気筒の1燃焼タイミングで抽出された複数
の周波数帯域別の信号レベルのみが用いられ、その中の
1つの信号レベルがノック特有の周波数帯域と異なりノ
ックに影響されない周波数帯域の信号レベルとされ、そ
れを基準として他の信号レベルとの大小関係が比較され
ることでノック発生の有無が正確に判定されると共に、
ノック検出性も向上される。In the knock detection device for an internal combustion engine according to the third aspect, the signal level in a frequency band which is not affected by the knock, which is different from the frequency band unique to the knock, is extracted by the other signal extracting means. A signal level of a specific frequency band is extracted. in this way,
Only the signal level for each of a plurality of frequency bands extracted at one combustion timing of each cylinder of the internal combustion engine is used, and one of the signal levels is different from a knock-specific frequency band and is not affected by knock. It is determined whether knocking has occurred accurately by comparing the magnitude relationship with other signal levels on the basis thereof,
Knock detection is also improved.
【0009】請求項4の内燃機関のノック検出装置にお
けるノック判定手段では、複数の信号抽出手段のうち所
定の幾つかの信号抽出手段による信号レベルの平均値を
基準として他の信号抽出手段による信号レベルと比較さ
れる。このように、内燃機関の各気筒の1燃焼タイミン
グで抽出された複数の周波数帯域別の信号レベルのみが
用いられ、その中の所定の幾つかの信号レベルの平均値
を基準として大小関係が比較されることでノック発生の
有無が正確に判定されると共に、ノック検出性も向上さ
れる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a knock detecting device for a knock detecting device for an internal combustion engine, wherein a knock signal is determined by another signal extracting means based on an average value of signal levels of a plurality of predetermined signal extracting means. Compared to the level. As described above, only the signal levels for each of the plurality of frequency bands extracted at one combustion timing of each cylinder of the internal combustion engine are used, and the magnitude relation is compared based on the average value of predetermined signal levels among them. As a result, the presence / absence of knock occurrence is accurately determined, and the knock detectability is also improved.
【0010】請求項5の内燃機関のノック検出装置にお
ける所定の幾つかの信号抽出手段では、ノック特有の周
波数帯域と異なりノックに影響されない周波数帯域の信
号レベルが抽出され、その他の信号抽出手段でノック特
有の周波数帯域の信号レベルが抽出される。このよう
に、内燃機関の各気筒の1燃焼タイミングで抽出された
複数の周波数帯域別の信号レベルのみが用いられ、その
中の所定の幾つかの信号レベルがノック特有の周波数帯
域と異なりノックに影響されない周波数帯域の信号レベ
ルとされ、それらの平均値を基準として他の信号レベル
との大小関係が比較されることでノック発生の有無が正
確に判定されると共に、ノック検出性も向上される。In the knock detection device for an internal combustion engine according to claim 5, signal levels in a frequency band which is not affected by knock, unlike a knock-specific frequency band, are extracted. A signal level in a frequency band specific to knock is extracted. As described above, only the signal levels for each of the plurality of frequency bands extracted at one combustion timing of each cylinder of the internal combustion engine are used, and some of the predetermined signal levels are different from the knock-specific frequency bands and knocked. The signal level is set to a signal level of a frequency band that is not affected, and the magnitude relationship with other signal levels is compared with reference to the average value of the signal levels, so that the presence / absence of knock occurrence is accurately determined, and knock detectability is also improved. .
【0011】請求項6の内燃機関のノック検出装置にお
けるノック判定手段では、ノック判定に用いる信号抽出
手段の数が内燃機関の運転条件または気筒毎に変更され
る。つまり、内燃機関の運転条件または気筒毎に例え
ば、予め所定周波数でノイズが発生し重畳し易いことが
分かっていれば、その周波数でノック判定が実行されな
いようにされる。これにより、ノック発生の有無が正確
に判定されると共に、ノック検出性も向上される。In the knock determination device in the knock detection device for an internal combustion engine according to claim 6, the number of signal extraction devices used for knock determination is changed for each operating condition of the internal combustion engine or for each cylinder. That is, for example, if it is known in advance that noise is generated at a predetermined frequency and is likely to be superimposed for each operating condition or cylinder of the internal combustion engine, the knock determination is not performed at that frequency. As a result, the presence / absence of knock occurrence is accurately determined, and knock detectability is also improved.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples.
【0013】図1は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関のノック検出装置の全体構成を示すブロッ
ク図であり、図2は図1における各種信号の遷移状態を
示すタイムチャートである。ここで、図2(a)は内燃
機関の各気筒(#1気筒〜#6気筒)のTDC(Top De
ad Center:圧縮上死点)に対応する各種信号の遷移状態
を示し、図2(b)は図2(a)の#1気筒TDCから
#2気筒TDCまでの1燃焼タイミングにおける信号の
処理を拡大して示す。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a knock detection device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a time chart showing transition states of various signals in FIG. is there. Here, FIG. 2A shows the TDC (Top Degree) of each cylinder (# 1 cylinder to # 6 cylinder) of the internal combustion engine.
ad center: compression top dead center). FIG. 2B shows signal processing at one combustion timing from # 1 cylinder TDC to # 2 cylinder TDC in FIG. 2A. It is shown enlarged.
【0014】図1において、図示しないV型6気筒4サ
イクル内燃機関における2つのシリンダブロックに対し
てそれぞれノックセンサ11,12が配設されている。
ノックセンサ11,12は、内燃機関のシリンダブロッ
クの振動を電気信号に変換するものであり、本実施例で
は周波数解析をするため非共振型センサが用いられてい
る。In FIG. 1, knock sensors 11 and 12 are provided for two cylinder blocks in a V-type six-cylinder four-stroke internal combustion engine (not shown).
The knock sensors 11 and 12 convert vibrations of a cylinder block of the internal combustion engine into electric signals. In the present embodiment, non-resonant sensors are used for frequency analysis.
【0015】ノックセンサ11,12からの出力信号
は、例えば、それぞれ20〔kHz 〕以下の低周波数成
分を濾波するLPF(Low Pass Filter:ローパスフィル
タ)13,14を介してノイズ等の高周波数成分が除去
される(図2(a)に示すノックセンサ11,12信号
参照)。そして、MPX(Multiplexer:マルチプレク
サ)15によって各気筒の1燃焼タイミングに該当する
ノックセンサ11,12からの出力信号が選択され、高
速乗算処理可能なDSP(Digital Signal Processor:
ディジタルシグナルプロセッサ)20に順次、入力され
る(図2(a)に示すDSP入力信号参照)。Output signals from the knock sensors 11 and 12, for example, are passed through LPFs (Low Pass Filters) 13 and 14 for filtering low frequency components of 20 kHz or less, respectively. Is removed (refer to the knock sensors 11 and 12 shown in FIG. 2A). Then, an output signal from the knock sensors 11 and 12 corresponding to one combustion timing of each cylinder is selected by an MPX (Multiplexer) 15, and a DSP (Digital Signal Processor: DSP) capable of high-speed multiplication processing is selected.
Digital signal processor) 20 (see DSP input signal shown in FIG. 2A).
【0016】DSP20は、主として、A/D変換器(A
nalog to Digital Converter)21、周波数解析部2
2、ノック判定部23からなる。DSP20では、ノッ
ク判定部23からノック判定区間設定信号がA/D変換
器21に入力され、ノック発生区間に合致して設定され
たノック判定区間内におけるノックセンサ11,12か
らの出力信号が200〔kHz 〕程度にて高速A/D変
換される。続いて、ノック判定区間設定信号によるノッ
ク判定区間が終了したのち、周波数解析部22によって
周波数解析処理として例えば、周知のFFT(Fast Fou
rier Transform:高速フーリェ変換)、ウエーブレット
(Wavelet)変換、ディジタルフィルタ処理等が実施され
る。そして、周波数解析部22による周波数解析結果と
して抽出された各周波数帯域別の信号レベル(スペクト
ル強度)がノック判定部23に出力され、後述のノック
判定処理によってノック発生の有無が判定される(図2
(b)に示すDSP処理参照)。The DSP 20 mainly includes an A / D converter (A
nalog to Digital Converter) 21, frequency analysis unit 2
2. The knock determination unit 23 is provided. In the DSP 20, a knock determination section setting signal is input from the knock determination section 23 to the A / D converter 21, and output signals from the knock sensors 11, 12 in the knock determination section set in accordance with the knock occurrence section are output as 200. High-speed A / D conversion is performed at about [kHz]. Subsequently, after the knock determination section based on the knock determination section setting signal ends, the frequency analysis unit 22 performs, for example, a well-known FFT (Fast Fou
rier Transform: fast Fourier transform), wavelet
(Wavelet) conversion, digital filter processing, and the like are performed. Then, a signal level (spectral intensity) for each frequency band extracted as a result of the frequency analysis by the frequency analysis unit 22 is output to the knock determination unit 23, and the presence or absence of knock is determined by a knock determination process described later (see FIG. 2
(See DSP processing shown in (b)).
【0017】この判定結果がDSP20からマイクロコ
ンピュータ30に通信にて送出される。そして、マイク
ロコンピュータ30にて、DSP20からのノック発生
の有無の判定結果に応じたノック抑制処理として点火時
期の進遅角制御、燃料噴射補正制御等が実行される。The result of this determination is transmitted from the DSP 20 to the microcomputer 30 by communication. Then, the microcomputer 30 executes advance / delay control of ignition timing, fuel injection correction control, and the like as knock suppression processing according to the determination result of the presence / absence of knock from the DSP 20.
【0018】次に、DSP20によるDSP処理の概要
について、図3のブロック図を参照して説明する。Next, an outline of the DSP processing by the DSP 20 will be described with reference to the block diagram of FIG.
【0019】図3において、上述のように、LPF1
3,14及びMPX15を介したノックセンサ11,1
2から入力された信号がA/D変換器21にて高速A/
D変換される。そして、周波数解析部22にてFFT、
ウエーブレット変換、ディジタルフィルタ処理等によ
り、複数の周波数帯域における中心周波数f1 ,f2 ,
f3 ,…,fn-1 ,fn における信号レベルが求められ
る。ここで、f1 ,f2 ,f3 ,…,fn-1 は予め設定
されたノック特有の周波数帯域の中心周波数であり、f
n は予め設定されたノック特有の周波数帯域と異なりノ
ックに影響されない周波数帯域の中心周波数である。In FIG. 3, as described above, the LPF 1
Knock sensor 11, 1 via MPX15
2 is input to the A / D converter 21 at a high speed A / D
D conversion is performed. Then, the frequency analysis unit 22 performs FFT,
The center frequencies f 1, f 2,
The signal levels at f3,..., fn-1, fn are determined. Here, f1, f2, f3,..., Fn-1 are preset center frequencies of a knock-specific frequency band.
n is a center frequency of a frequency band which is not affected by knock unlike a preset knock-specific frequency band.
【0020】そして、ノック判定部23によって、ノッ
ク特有の周波数帯域の各中心周波数f1 ,f2 ,f3 ,
…,fn-1 の信号レベルと、ノック特有の周波数帯域と
異なりノックに影響されないことから基準となる周波数
帯域の中心周波数fn の信号レベルに所定ゲインK1 ,
K2 ,K3 ,…,Kn-1 が乗算され求められたノック判
定レベルとがそれぞれ比較器にて比較され、ノック特有
の周波数帯域別にノック発生の有無がそれぞれ判定さ
れ、その判定結果がマイクロコンピュータ30に送出さ
れる。The center frequency f 1, f 2, f 3,.
.., Fn-1 and the signal level of the center frequency fn of the reference frequency band because they are not affected by knock unlike the knock-specific frequency band.
The knock determination levels obtained by multiplying K2, K3,..., Kn-1 are respectively compared by a comparator, and the presence / absence of knock occurrence is determined for each knock-specific frequency band. Sent to
【0021】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関のノック検出装置で使用されているDSP
20における具体的なノック判定の処理手順を示す図4
のフローチャートに基づき、図5を参照して説明する。
ここで、図5は図4の周波数解析処理に対応する各周波
数帯域の中心周波数の信号レベルを示し、図5(a)は
ノック発生有り時、図5(b)はノック発生なし時を示
す。なお、このノック判定ルーチンは内燃機関の各気筒
の1燃焼タイミング毎にDSP20にて繰返し実行され
る。Next, a DSP used in a knock detection apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 showing a specific knock determination processing procedure at 20.
This will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 5 shows the signal level of the center frequency of each frequency band corresponding to the frequency analysis processing of FIG. 4, FIG. 5 (a) shows the case where knock occurs, and FIG. 5 (b) shows the case where knock does not occur. . The knock determination routine is repeatedly executed by the DSP 20 at each combustion timing of each cylinder of the internal combustion engine.
【0022】図4において、まず、ステップS101で
は、LPF13,14及びMPX15を介し、1燃焼タ
イミングにおいてA/D変換器21に読込まれたノック
センサ11またはノックセンサ12からの振動波形信号
がA/D変換される。次にステップS102に移行し
て、予め設定されたノック特有の周波数帯域の中心周波
数f1 ,f2 ,f3 ,f4 及びノック特有の周波数帯域
と異なりノックに影響されない周波数帯域の中心周波数
f5 についてそれぞれ周波数解析が実行され、各中心周
波数における信号レベルが求められる。次にステップS
103に移行して、ステップS102で求められた中心
周波数f1 の信号レベルが中心周波数f5の信号レベル
に所定ゲインK1 を乗算した値、即ち、ノック判定レベ
ル(=f5×K1 )を越えているかが判定される。ステ
ップS103の判定条件が成立せず、即ち、中心周波数
f1 の信号レベルがそのノック判定レベル(=f5 ×K
1 )以下と小さいときにはステップS104に移行す
る。In FIG. 4, first, at step S101, the vibration waveform signal from the knock sensor 11 or the knock sensor 12 read into the A / D converter 21 at one combustion timing via the LPFs 13, 14 and the MPX 15 is A / D. D conversion is performed. Next, the process proceeds to step S102, in which frequency analysis is performed on the preset center frequencies f1, f2, f3, and f4 of the knock-specific frequency band and the center frequency f5 of the frequency band that is not affected by knock unlike the knock-specific frequency band. Is performed, and the signal level at each center frequency is obtained. Next, step S
The routine proceeds to step 103, where it is determined whether the signal level of the center frequency f1 obtained in step S102 exceeds a value obtained by multiplying the signal level of the center frequency f5 by a predetermined gain K1, that is, the knock determination level (= f5 × K1). Is determined. The determination condition of step S103 is not satisfied, that is, the signal level of the center frequency f1 is equal to the knock determination level (= f5 × K
1) If smaller than the following, the process proceeds to step S104.
【0023】ステップS104では、中心周波数f2 の
信号レベルが中心周波数f5 の信号レベルに所定ゲイン
K2 を乗算した値、即ち、ノック判定レベル(=f5 ×
K2)を越えているかが判定される。ステップS104
の判定条件が成立せず、即ち、中心周波数f2 の信号レ
ベルがそのノック判定レベル(=f5 ×K2 )以下と小
さいときにはステップS105に移行する。ステップS
105では、中心周波数f3 の信号レベルが中心周波数
f5 の信号レベルに所定ゲインK3 を乗算した値、即
ち、ノック判定レベル(=f5 ×K3 )を越えているか
が判定される。ステップS105の判定条件が成立せ
ず、即ち、中心周波数f3 の信号レベルがそのノック判
定レベル(=f5 ×K3 )以下と小さいときにはステッ
プS106に移行する。In step S104, the signal level of the center frequency f2 is a value obtained by multiplying the signal level of the center frequency f5 by a predetermined gain K2, that is, the knock determination level (= f5 ×
K2) is determined. Step S104
When the determination condition is not satisfied, that is, when the signal level of the center frequency f2 is lower than the knock determination level (= f5.times.K2), the process proceeds to step S105. Step S
At 105, it is determined whether or not the signal level of the center frequency f3 exceeds a value obtained by multiplying the signal level of the center frequency f5 by a predetermined gain K3, that is, a knock determination level (= f5 × K3). If the determination condition of step S105 is not satisfied, that is, if the signal level of the center frequency f3 is lower than the knock determination level (= f5 × K3), the process proceeds to step S106.
【0024】ステップS106では、中心周波数f4 の
信号レベルが中心周波数f5 の信号レベルに所定ゲイン
K4 を乗算した値、即ち、ノック判定レベル(=f5 ×
K4)を越えているかが判定される。ステップS106
の判定条件が成立せず、即ち、中心周波数f4 の信号レ
ベルがそのノック判定レベル(=f5 ×K4 )以下と小
さいときにはステップS107に移行する。ステップS
107では、この1燃焼タイミングではノック発生なし
時と判定され、本ルーチンを終了する(図5(b)参
照)。この判定結果はマイクロコンピュータ30に送出
され、ノックなし時制御として周知の点火時期の進角制
御等が実行される。In step S106, the signal level of the center frequency f4 is a value obtained by multiplying the signal level of the center frequency f5 by a predetermined gain K4, that is, the knock determination level (= f5 ×
K4) is determined. Step S106
If the determination condition is not satisfied, that is, if the signal level of the center frequency f4 is lower than the knock determination level (= f5.times.K4), the process proceeds to step S107. Step S
At 107, it is determined that no knock has occurred at this one combustion timing, and the routine ends (see FIG. 5B). The result of this determination is sent to the microcomputer 30, and the ignition timing advance control and the like, which are well-known as control when there is no knock, are executed.
【0025】一方、ステップS103の判定条件が成
立、即ち、中心周波数f1 の信号レベルがそのノック判
定レベル(=f5 ×K1 )を越え大きいとき、またはス
テップS104の判定条件が成立、即ち、中心周波数f
2 の信号レベルがそのノック判定レベル(=f5 ×K2
)を越え大きいとき、またはステップS105の判定
条件が成立、即ち、中心周波数f3 の信号レベルがその
ノック判定レベル(=f5×K3 )を越え大きいとき、
またはステップS106の判定条件が成立、即ち、中心
周波数f4 の信号レベルがそのノック判定レベル(=f
5 ×K4 )を越え大きいときにはステップS108に移
行する。ステップS108では、この燃焼タイミングで
はノック発生有り時と判定され、本ルーチンを終了する
(図5(a)参照)。この判定結果はマイクロコンピュ
ータ30に送出され、ノック有り時制御として周知の点
火時期の遅角制御等が実行される。On the other hand, when the determination condition of step S103 is satisfied, that is, when the signal level of the center frequency f1 is higher than its knock determination level (= f5 × K1), or when the determination condition of step S104 is satisfied, that is, the center frequency f
2 is the knock determination level (= f5 × K2
), Or when the determination condition of step S105 is satisfied, that is, when the signal level of the center frequency f3 exceeds the knock determination level (= f5 × K3),
Alternatively, the determination condition of step S106 is satisfied, that is, the signal level of the center frequency f4 is equal to the knock determination level (= f
If it exceeds 5 * K4), the process proceeds to step S108. In step S108, it is determined that knocking has occurred at this combustion timing, and this routine ends (see FIG. 5A). The result of this determination is sent to the microcomputer 30, and a well-known ignition timing retard control or the like is performed as control when there is knock.
【0026】このように、本実施例の内燃機関のノック
検出装置は、内燃機関で発生する振動波形信号を検出す
る信号検出手段としてのノックセンサ11,12と、ノ
ックセンサ11,12で検出された振動波形信号を入力
し複数の周波数帯域別の中心周波数f1 ,f2 ,…,f
5 の信号レベルを抽出するDSP20の周波数解析部2
2にて達成される複数の信号抽出手段と、前記複数の信
号抽出手段によって抽出される内燃機関の1燃焼タイミ
ングにおけるそれぞれの信号レベル同士を比較し、それ
らの大小関係に基づきノック判定するDSP20のノッ
ク判定部23にて達成されるノック判定手段とを具備す
るものである。また、本実施例の内燃機関のノック検出
装置のDSP20のノック判定部23にて達成されるノ
ック判定手段は、DSP20の周波数解析部22にて達
成される複数の信号抽出手段のうち所定の1つの信号抽
出手段による中心周波数f5 の信号レベルを基準とし、
その他の信号抽出手段による中心周波数f1 ,f2 ,
…,f4 の信号レベルと比較するものである。そして、
本実施例の内燃機関のノック検出装置のDSP20の周
波数解析部22にて達成される所定の1つの信号抽出手
段は、ノック特有の周波数帯域と異なる周波数帯域であ
る中心周波数f5 の信号レベルを抽出するものである。As described above, the knock detection apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment is detected by the knock sensors 11 and 12 as signal detection means for detecting a vibration waveform signal generated in the internal combustion engine. , F2,..., F
5, the frequency analysis unit 2 of the DSP 20 for extracting the signal level
The DSP 20 compares the signal levels of the plurality of signal extraction means achieved in step 2 with each signal level at one combustion timing of the internal combustion engine extracted by the plurality of signal extraction means, and determines a knock based on their magnitude relation. And a knock determination means achieved by knock determination section 23. The knock determination means achieved by the knock determination unit 23 of the DSP 20 of the knock detection device for an internal combustion engine of the present embodiment is a predetermined one of a plurality of signal extraction means achieved by the frequency analysis unit 22 of the DSP 20. With reference to the signal level of the center frequency f5 by the two signal extracting means,
The center frequencies f1, f2,
.., F4. And
The predetermined one signal extraction means achieved by the frequency analysis unit 22 of the DSP 20 of the knock detection device for an internal combustion engine according to the present embodiment extracts a signal level of a center frequency f5 which is a frequency band different from a knock-specific frequency band. Is what you do.
【0027】つまり、内燃機関の1燃焼タイミングにお
ける複数の周波数帯域別の信号レベルとして、ノック特
有の周波数帯域の中心周波数f1 ,f2 ,…,f4 の信
号レベルと、ノック特有の周波数帯域と異なりノックに
影響されない周波数帯域の中心周波数f5 の信号レベル
とが抽出される。そして、各中心周波数f1 ,f2 ,
…,f4 の信号レベルと中心周波数f5 の信号レベルに
所定ゲインK1 ,K2 ,…,K4 を乗算したノック判定
レベル(f5 ×K1 ),(f5 ×K2 ),…,(f5 ×
K4 )との大小関係が比較判定され、各中心周波数f1
,f2 ,…,f4の信号レベルがそれぞれ対応するノッ
ク判定レベル(f5 ×K1 ),(f5 ×K2 ),…,
(f5 ×K4 )を越えているときにはノック発生有りと
判定される。なお、ノック発生によってバックグランド
レベルに過渡的な変動があっても、それまでのノック履
歴による影響、即ち、ノック判定レベルの平滑化による
応答遅れ等を考慮する必要がない。これにより、内燃機
関の各気筒の1燃焼タイミングで抽出された複数の周波
数帯域別の信号レベルのみによってノック発生の有無を
正確に判定でき、ノック検出性も向上することができ
る。That is, as signal levels for a plurality of frequency bands at one combustion timing of the internal combustion engine, signal levels of center frequencies f1, f2,... And the signal level of the center frequency f5 of the frequency band not affected by Then, each center frequency f1, f2,
,.., K4 are multiplied by the signal level of the center frequency f5 and the signal level of the center frequency f5, the knock determination levels (f5 × K1), (f5 × K2),.
K4) is compared and determined, and each center frequency f1 is determined.
, F2,..., F4 correspond to the knock determination levels (f5 × K1), (f5 × K2),.
If it exceeds (f5 × K4), it is determined that knock has occurred. Even if there is a transient change in the background level due to the occurrence of knock, it is not necessary to consider the influence of the knock history up to that point, that is, a response delay due to smoothing of the knock determination level. As a result, the presence or absence of knock can be accurately determined based only on the signal levels for a plurality of frequency bands extracted at one combustion timing of each cylinder of the internal combustion engine, and knock detectability can be improved.
【0028】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関のノック検出装置で使用されているDSP
20におけるノック判定の処理手順の変形例を示す図6
のフローチャートに基づいて説明する。なお、このノッ
ク判定ルーチンは内燃機関の各気筒における1燃焼タイ
ミング毎にDSP20にて繰返し実行される。Next, a DSP used in a knock detection device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described.
6 showing a modification of the processing procedure for knock determination in FIG.
A description will be given based on the flowchart of FIG. The knock determination routine is repeatedly executed by the DSP 20 at each combustion timing in each cylinder of the internal combustion engine.
【0029】図6において、まず、ステップS201で
は、LPF13,14及びMPX15を介し、1燃焼タ
イミングにおいてA/D変換器21に読込まれたノック
センサ11またはノックセンサ12からの振動波形信号
がA/D変換される。次にステップS202に移行し
て、予め設定されたノック特有の周波数帯域の中心周波
数f1 ,f2 ,f3 ,f4 及びノック特有の周波数帯域
と異なりノックに影響されない周波数帯域の中心周波数
f5 ,f6 についてそれぞれ周波数解析が実行され、各
中心周波数における信号レベルが求められる。In FIG. 6, first, at step S201, the vibration waveform signal from the knock sensor 11 or the knock sensor 12 read into the A / D converter 21 at one combustion timing via the LPFs 13, 14 and the MPX 15 is A / D. D conversion is performed. Next, the process proceeds to step S202, where the predetermined center frequencies f1, f2, f3, and f4 of the knock-specific frequency bands and the center frequencies f5 and f6 of the frequency bands that are not affected by knock unlike the knock-specific frequency bands are respectively set. A frequency analysis is performed to determine a signal level at each center frequency.
【0030】次にステップS203に移行して、ステッ
プS202で求められた中心周波数f5 ,f6 における
信号レベルの平均値fbg{=(f5 +f6 )/2}が算
出される。次にステップS204に移行して、中心周波
数f1 の信号レベルが中心周波数f5 ,f6 における信
号レベルの平均値fbgに所定ゲインK1 を乗算した値、
即ち、ノック判定レベル(=fbg×K1 )を越えている
かが判定される。ステップS204の判定条件が成立せ
ず、即ち、中心周波数f1 の信号レベルがそのノック判
定レベル(=fbg×K1 )以下と小さいときにはステッ
プS205に移行する。Next, the process proceeds to step S203, where the average value fbg {= (f5 + f6) / 2} of the signal levels at the center frequencies f5 and f6 determined in step S202 is calculated. Next, the process proceeds to step S204, where the signal level at the center frequency f1 is a value obtained by multiplying the average value fbg of the signal levels at the center frequencies f5 and f6 by a predetermined gain K1.
That is, it is determined whether or not the knock exceeds the knock determination level (= fbg × K1). When the determination condition of step S204 is not satisfied, that is, when the signal level of the center frequency f1 is lower than the knock determination level (= fbg × K1), the process proceeds to step S205.
【0031】ステップS205では、中心周波数f2 の
信号レベルが中心周波数f5 ,f6における信号レベル
の平均値fbgに所定ゲインK2 を乗算した値、即ち、ノ
ック判定レベル(=fbg×K2 )を越えているかが判定
される。ステップS205の判定条件が成立せず、即
ち、中心周波数f2 の信号レベルがそのノック判定レベ
ル(=fbg×K2 )以下と小さいときにはステップS2
06に移行する。ステップS206では、中心周波数f
3 の信号レベルが中心周波数f5 ,f6 における信号レ
ベルの平均値fbgに所定ゲインK3 を乗算した値、即
ち、ノック判定レベル(=fbg×K3 )を越えているか
が判定される。ステップS206の判定条件が成立せ
ず、即ち、中心周波数f3 の信号レベルがそのノック判
定レベル(=fbg×K3 )以下と小さいときにはステッ
プS207に移行する。In step S205, whether the signal level at the center frequency f2 exceeds a value obtained by multiplying the average value fbg of the signal levels at the center frequencies f5 and f6 by a predetermined gain K2, that is, whether the knock determination level (= fbg × K2) is exceeded. Is determined. If the determination condition of step S205 is not satisfied, that is, if the signal level of the center frequency f2 is lower than the knock determination level (= fbg × K2), step S2
Shift to 06. In step S206, the center frequency f
It is determined whether the signal level of No. 3 exceeds a value obtained by multiplying the average value fbg of the signal levels at the center frequencies f5 and f6 by a predetermined gain K3, that is, a knock determination level (= fbg × K3). When the determination condition of step S206 is not satisfied, that is, when the signal level of the center frequency f3 is lower than the knock determination level (= fbg × K3), the process proceeds to step S207.
【0032】ステップS207では、中心周波数f4 の
信号レベルが中心周波数f5 ,f6における信号レベル
の平均値fbgに所定ゲインK4 を乗算した値、即ち、ノ
ック判定レベル(=fbg×K4 )を越えているかが判定
される。ステップS207の判定条件が成立せず、即
ち、中心周波数f4 の信号レベルがそのノック判定レベ
ル(=fbg×K4 )以下と小さいときにはステップS2
08に移行する。ステップS208では、この燃焼タイ
ミングではノック発生なし時と判定され、本ルーチンを
終了する。この判定結果はマイクロコンピュータ30に
送出され、ノックなし時制御として周知の点火時期の進
角制御等が実行される。In step S207, it is determined whether the signal level of the center frequency f4 exceeds a value obtained by multiplying the average value fbg of the signal levels at the center frequencies f5 and f6 by a predetermined gain K4, that is, the knock determination level (= fbg × K4). Is determined. If the determination condition of step S207 is not satisfied, that is, if the signal level of the center frequency f4 is lower than the knock determination level (= fbg × K4), step S2 is performed.
08. In step S208, it is determined that no knock occurs at this combustion timing, and this routine ends. The result of this determination is sent to the microcomputer 30, and the ignition timing advance control and the like, which are well-known as control when there is no knock, are executed.
【0033】一方、ステップS204の判定条件が成
立、即ち、中心周波数f1 の信号レベルがそのノック判
定レベル(=fbg×K1 )を越え大きいとき、またはス
テップS205の判定条件が成立、即ち、中心周波数f
2 の信号レベルがそのノック判定レベル(=fbg×K2
)を越え大きいとき、またはステップS206の判定
条件が成立、即ち、中心周波数f3 の信号レベルがその
ノック判定レベル(=fbg×K3 )を越え大きいとき、
またはステップS207の判定条件が成立、即ち、中心
周波数f4 の信号レベルがそのノック判定レベル(=f
bg×K4 )を越え大きいときにはステップS209に移
行する。ステップS209では、この燃焼タイミングで
ノック発生有り時と判定され、本ルーチンを終了する。
この判定結果はマイクロコンピュータ30に送出され、
ノック有り時制御として周知の点火時期の遅角制御等が
実行される。On the other hand, when the determination condition of step S204 is satisfied, that is, when the signal level of the center frequency f1 is higher than the knock determination level (= fbg × K1), or when the determination condition of step S205 is satisfied, that is, the center frequency f
2 is the knock determination level (= fbg × K2
), Or when the determination condition of step S206 is satisfied, that is, when the signal level of the center frequency f3 exceeds the knock determination level (= fbg × K3),
Alternatively, the determination condition of step S207 is satisfied, that is, the signal level of the center frequency f4 is equal to the knock determination level (= f
If it is larger than (bg × K4), the flow shifts to step S209. In step S209, it is determined that knock has occurred at this combustion timing, and this routine ends.
This determination result is sent to the microcomputer 30, and
A well-known ignition timing retard control or the like is performed as the knock control.
【0034】このように、本変形例の内燃機関のノック
検出装置のDSP20のノック判定部23にて達成され
るノック判定手段は、DSP20の周波数解析部22に
て達成される複数の信号抽出手段のうち所定の幾つかの
信号抽出手段による中心周波数f5 ,f6 の信号レベル
の平均値fbg{=(f5 +f6 )/2}を基準とし、そ
の他の信号抽出手段による中心周波数f1 ,f2 ,…,
f4 の信号レベルと比較するものである。また、本変形
例の内燃機関のノック検出装置のDSP20の周波数解
析部22にて達成される所定の幾つかの信号抽出手段
は、ノック特有の周波数帯域と異なる周波数帯域である
中心周波数f5 ,f6 の信号レベルを抽出するものであ
る。As described above, the knock determination means achieved by the knock determination section 23 of the DSP 20 of the knock detection apparatus for an internal combustion engine of the present modified example includes a plurality of signal extraction means achieved by the frequency analysis section 22 of the DSP 20. Of the center levels fbg 周波 数 = (f5 + f6) / 2} of the center frequencies f5 and f6 of some of the predetermined signal extraction means, and the center frequencies f1, f2,.
This is to compare with the signal level of f4. Some predetermined signal extraction means achieved by the frequency analysis unit 22 of the DSP 20 of the knock detection device for an internal combustion engine according to the present modification include center frequencies f5 and f6 which are different from the knock-specific frequency band. Is to extract the signal level.
【0035】つまり、内燃機関の1燃焼タイミングにお
ける複数の周波数帯域別の信号レベルとして、ノック特
有の周波数帯域の中心周波数f1 ,f2 ,…,f4 の信
号レベルと、所定の幾つかのノック特有の周波数帯域と
異なりノックに影響されない周波数帯域の中心周波数f
5 ,f6 の信号レベルとが抽出される。そして、各中心
周波数f1 ,f2 ,…,f4 の信号レベルと中心周波数
f5 ,f6 の信号レベルの平均値fbg{=(f5 +f6
)/2}の信号レベルに所定ゲインK1 ,K2,…,K
4 を乗算したノック判定レベル(fbg×K1 ),(fbg
×K2 ),…,(fbg×K4 )との大小関係が比較判定
され、各中心周波数f1 ,f2 ,…,f4 の信号レベル
がそれぞれ対応するノック判定レベル(fbg×K1 ),
(fbg×K2 ),…,(fbg×K4 )を越えているとき
にはノック発生有りと判定される。これにより、内燃機
関の各気筒の1燃焼タイミングで抽出された複数の周波
数帯域別の信号レベルのみによってノック発生の有無を
正確に判定でき、ノック検出性も向上することができ
る。That is, as the signal level for each of a plurality of frequency bands at one combustion timing of the internal combustion engine, the signal level of the center frequency f1, f2,... The center frequency f of the frequency band that is not affected by knock unlike the frequency band
5, and the signal level of f6 are extracted. Then, the average value fbg of the signal levels of the center frequencies f1, f2,..., F4 and the signal levels of the center frequencies f5, f6 == (f5 + f6).
) / 2} to predetermined signal levels K1, K2,.
4, the knock determination level (fbg × K1), (fbg
× K2),..., (Fbg × K4) are compared, and the signal levels of the center frequencies f1, f2,..., F4 correspond to the knock determination levels (fbg × K1),
If it exceeds (fbg × K2),..., (Fbg × K4), it is determined that knock has occurred. As a result, the presence or absence of knock can be accurately determined based only on the signal levels for a plurality of frequency bands extracted at one combustion timing of each cylinder of the internal combustion engine, and knock detectability can be improved.
【0036】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関のノック検出装置で使用されているDSP
20におけるノック判定の処理手順の他の変形例を示す
図7のフローチャートに基づき、図8及び図9を参照し
て説明する。ここで、図8は周波数〔kHz 〕に対する
異なる機関回転速度2000,4000〔rpm〕でノ
ック発生有り時の各周波数帯域の中心周波数f1 ,f2
,…,f5 における信号レベルの相違を示す説明図で
ある。また、図9は機関回転速度〔rpm〕に対する1
つの中心周波数f2 の信号レベルとそのノック判定レベ
ル(=f5 ×K2)との関係を示す説明図である。な
お、このノック判定ルーチンは内燃機関の各気筒におけ
る1燃焼タイミング毎にDSP20にて繰返し実行され
る。Next, a DSP used in a knock detection device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
20 will be described with reference to FIGS. 8 and 9 based on a flowchart of FIG. 7 showing another modification of the knock determination processing procedure in 20. Here, FIG. 8 shows the center frequencies f1 and f2 of the respective frequency bands when knock occurs at different engine speeds 2000 and 4000 [rpm] with respect to the frequency [kHz].
,..., F5 are illustrations showing the difference in signal level. FIG. 9 shows the relationship between the engine speed [rpm] and the 1
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between signal levels of two center frequencies f2 and their knock determination levels (= f5.times.K2). The knock determination routine is repeatedly executed by the DSP 20 at each combustion timing in each cylinder of the internal combustion engine.
【0037】図7において、まず、ステップS301で
は、LPF13,14及びMPX15を介し、1燃焼タ
イミングにおいてA/D変換器21に読込まれたノック
センサ11またはノックセンサ12からの振動波形信号
がA/D変換される。次にステップS302に移行し
て、予め設定されたノック特有の周波数帯域の中心周波
数f1 ,f2 ,f3 ,f4 及びノック特有の周波数帯域
と異なりノックに影響されない周波数帯域の中心周波数
f5 についてそれぞれ周波数解析が実行され、各中心周
波数における信号レベルが求められる。次にステップS
303に移行して、内燃機関の機関回転速度が4000
〔rpm〕未満であるかが判定される。ステップS30
3の判定条件が成立せず、即ち、機関回転速度が400
0〔rpm〕以上と高いときにはステップS304に移
行し、中心周波数f1 の信号レベルが中心周波数f5 の
信号レベルに所定ゲインK1 を乗算した値、即ち、ノッ
ク判定レベル(=f5 ×K1 )を越えているかが判定さ
れる。ステップS304の判定条件が成立せず、即ち、
中心周波数f1 の信号レベルがそのノック判定レベル
(=f5 ×K1 )以下と小さいときにはステップS30
5に移行する。In FIG. 7, first, at step S301, the vibration waveform signal from the knock sensor 11 or the knock sensor 12 read into the A / D converter 21 at one combustion timing via the LPFs 13, 14 and the MPX 15 is A / D. D conversion is performed. Next, the process proceeds to step S302, in which frequency analysis is performed on the preset center frequencies f1, f2, f3, and f4 of the knock-specific frequency band and the center frequency f5 of the frequency band that is not affected by knock unlike the knock-specific frequency band. Is performed, and the signal level at each center frequency is obtained. Next, step S
The routine proceeds to 303, where the engine speed of the internal combustion engine is 4000
It is determined whether it is less than [rpm]. Step S30
3 is not satisfied, that is, the engine speed is 400
If it is higher than 0 [rpm], the flow shifts to step S304, where the signal level of the center frequency f1 exceeds the value obtained by multiplying the signal level of the center frequency f5 by the predetermined gain K1, that is, the knock determination level (= f5 × K1). Is determined. The determination condition of step S304 is not satisfied, that is,
If the signal level of the center frequency f1 is lower than the knock determination level (= f5.times.K1), step S30 is executed.
Move to 5.
【0038】ステップS305では、中心周波数f2 の
信号レベルが中心周波数f5 の信号レベルに所定ゲイン
K2 を乗算した値、即ち、ノック判定レベル(=f5 ×
K2)を越えているかが判定される。ステップS305
の判定条件が成立せず、即ち、中心周波数f2 の信号レ
ベルがそのノック判定レベル(=f5 ×K2 )以下と小
さいときにはステップS306に移行する。一方、ステ
ップS303の判定条件が成立、即ち、機関回転速度が
4000〔rpm〕未満と低いときにはステップS30
4及びステップS305がスキップされステップS30
6に移行することで、低周波数帯域でのノック判定が禁
止される。In step S305, the signal level of the center frequency f2 is a value obtained by multiplying the signal level of the center frequency f5 by a predetermined gain K2, that is, the knock determination level (= f5 ×
K2) is determined. Step S305
If the determination condition is not satisfied, that is, if the signal level of the center frequency f2 is smaller than the knock determination level (= f5.times.K2), the process proceeds to step S306. On the other hand, when the determination condition of step S303 is satisfied, that is, when the engine speed is lower than 4000 [rpm], step S30 is performed.
4 and step S305 are skipped and step S30
By shifting to 6, the knock determination in the low frequency band is prohibited.
【0039】この理由としては、図8に示すように、ノ
ック発生有り時の機関回転速度が4000〔rpm〕と
比べ4000〔rpm〕未満のノック発生有り時として
例えば、2000〔rpm〕における中心周波数f1 ,
f2 では信号レベルが低くなる傾向にある。つまり、図
9に機関回転速度〔rpm〕に対する中心周波数f2の
信号レベルとそのノック判定レベル(=f5 ×K2 )と
の関係を示すように、機関回転速度が低くなるほど中心
周波数f2 の信号レベルとそのノック判定レベル(=f
5 ×K2 )とが接近することとなる。このような機関回
転速度が低い領域で低周波数ノイズが発生するとノック
発生の有無を誤判定する確率が高くなるためである。The reason for this is that, as shown in FIG. 8, the engine rotational speed at the time of knock occurrence is smaller than 4000 [rpm] when the knock occurrence is less than 4000 [rpm]. For example, the center frequency at 2000 [rpm] is used. f1,
At f2, the signal level tends to decrease. That is, as shown in FIG. 9, the relationship between the signal level of the center frequency f2 and the knock determination level (= f5.times.K2) with respect to the engine speed [rpm] indicates that the lower the engine speed, the higher the signal level of the center frequency f2. The knock determination level (= f
5 × K2). This is because if low frequency noise occurs in such a region where the engine speed is low, the probability of erroneously determining whether knock has occurred is increased.
【0040】ステップS306では、中心周波数f3 の
信号レベルが中心周波数f5 の信号レベルに所定ゲイン
K3 を乗算した値、即ち、ノック判定レベル(=f5 ×
K3)を越えているかが判定される。ステップS306
の判定条件が成立せず、即ち、中心周波数f3 の信号レ
ベルがこのノック判定レベル(=f5 ×K3 )以下と小
さいときにはステップS307に移行する。In step S306, the signal level of the center frequency f3 is a value obtained by multiplying the signal level of the center frequency f5 by a predetermined gain K3, that is, the knock determination level (= f5 ×
K3) is determined. Step S306
If the determination condition is not satisfied, that is, if the signal level of the center frequency f3 is lower than the knock determination level (= f5.times.K3), the flow shifts to step S307.
【0041】ステップS307では、中心周波数f4 の
信号レベルが中心周波数f5 の信号レベルに所定ゲイン
K4 を乗算した値、即ち、ノック判定レベル(=f5 ×
K4)を越えているかが判定される。ステップS307
の判定条件が成立せず、即ち、中心周波数f4 の信号レ
ベルがそのノック判定レベル(=f5 ×K4 )以下と小
さいときにはステップS308に移行する。ステップS
308では、この燃焼タイミングではノック発生なし時
と判定され、本ルーチンを終了する。この判定結果はマ
イクロコンピュータ30に送出され、ノックなし時制御
として周知の点火時期の進角制御等が実行される。In step S307, the signal level of the center frequency f4 is a value obtained by multiplying the signal level of the center frequency f5 by a predetermined gain K4, that is, the knock determination level (= f5 ×
K4) is determined. Step S307
If the determination condition is not satisfied, that is, if the signal level of the center frequency f4 is lower than the knock determination level (= f5.times.K4), the process proceeds to step S308. Step S
At 308, it is determined that no knock occurs at this combustion timing, and this routine ends. The result of this determination is sent to the microcomputer 30, and the ignition timing advance control and the like, which are well-known as control when there is no knock, are executed.
【0042】一方、ステップS304の判定条件が成
立、即ち、中心周波数f1 の信号レベルがそのノック判
定レベル(=f5 ×K1 )を越え大きいとき、またはス
テップS305の判定条件が成立、即ち、中心周波数f
2 の信号レベルがそのノック判定レベル(=f5 ×K2
)を越え大きいとき、またはステップS306の判定
条件が成立、即ち、中心周波数f3 の信号レベルがその
ノック判定レベル(=f5×K3 )を越え大きいとき、
またはステップS307の判定条件が成立、即ち、中心
周波数f4 の信号レベルがそのノック判定レベル(=f
5 ×K4 )を越え大きいときにはステップS309に移
行する。ステップS309では、この燃焼タイミングで
ノック発生有り時と判定され、本ルーチンを終了する。
この判定結果はマイクロコンピュータ30に送出され、
ノック有り時制御として周知の点火時期の遅角制御等が
実行される。On the other hand, when the determination condition of step S304 is satisfied, that is, when the signal level of the center frequency f1 is higher than the knock determination level (= f5 × K1), or when the determination condition of step S305 is satisfied, that is, the center frequency f
2 is the knock determination level (= f5 × K2
), Or when the determination condition of step S306 is satisfied, that is, when the signal level of the center frequency f3 exceeds the knock determination level (= f5 × K3),
Alternatively, the determination condition of step S307 is satisfied, that is, the signal level of the center frequency f4 is equal to the knock determination level (= f
If it exceeds 5 * K4), the flow shifts to step S309. In step S309, it is determined that knock has occurred at this combustion timing, and this routine ends.
This determination result is sent to the microcomputer 30, and
A well-known ignition timing retard control or the like is performed as the knock control.
【0043】このように、本変形例の内燃機関のノック
検出装置のDSP20のノック判定部23にて達成され
るノック判定手段は、ノック判定に用いるDSP20の
周波数解析部22にて達成される信号抽出手段の数を、
内燃機関の運転条件として機関回転速度に応じて変更す
るものである。つまり、機関回転速度が4000〔rp
m〕未満であるときにはノック特有の周波数帯域と異な
りノックに影響されない周波数帯域の中心周波数f1 ,
f2 の信号レベルが、ノック発生有り時であっても低く
なる傾向にある。このため、機関回転速度が4000
〔rpm〕以上のときには、ノック特有の周波数帯域と
異なりノックに影響されない周波数帯域の中心周波数f
1 ,f2 ,…,f4 の4つの信号レベルを用いてノック
判定され、機関回転速度が4000〔rpm〕未満のと
きには、中心周波数f3 ,f4 の2つの信号レベルに変
更されノック判定される。これにより、内燃機関の各気
筒の1燃焼タイミングで抽出された複数の周波数帯域別
の信号レベルのみによってノック発生の有無を正確に判
定でき、ノック検出性も向上することができる。As described above, the knock determination means achieved by the knock determination unit 23 of the DSP 20 of the knock detection device for an internal combustion engine according to the present modification uses the signal achieved by the frequency analysis unit 22 of the DSP 20 used for knock determination. The number of extraction means
The operating conditions of the internal combustion engine are changed according to the engine speed. That is, the engine rotation speed is 4000 [rpm
m], the center frequency f1 of the frequency band which is not affected by knock unlike the frequency band unique to knock,
The signal level of f2 tends to be low even when knock occurs. Therefore, the engine rotation speed is 4000
[Rpm] or more, the center frequency f of a frequency band that is not affected by knock unlike a frequency band unique to knock.
Knock determination is made using four signal levels of 1, f2,..., F4. When the engine speed is less than 4000 [rpm], knock determination is made by changing to two signal levels of center frequencies f3 and f4. As a result, the presence or absence of knock can be accurately determined based only on the signal levels for a plurality of frequency bands extracted at one combustion timing of each cylinder of the internal combustion engine, and knock detectability can be improved.
【0044】ところで、上記変形例では、ノック判定に
用いるノック特有の周波数帯域と異なりノックに影響さ
れない周波数帯域の中心周波数の信号レベルの数、即
ち、信号抽出手段の数を内燃機関の運転条件として機関
回転速度に応じて変更しているが、本発明を実施する場
合には、これに限定されるものではなく、信号抽出手段
の数を内燃機関の気筒毎のノック発生状況に応じて変更
するようにしてもよい。By the way, in the above modification, the number of signal levels at the center frequency of the frequency band which is not affected by knock unlike the frequency band unique to knock used for knock determination, that is, the number of signal extracting means is set as the operating condition of the internal combustion engine. Although it is changed according to the engine rotation speed, the present invention is not limited to this when practicing the present invention, and the number of signal extraction means is changed according to the knock occurrence situation for each cylinder of the internal combustion engine. You may do so.
【図1】 図1は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関のノック検出装置の全体構成を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a knock detection device for an internal combustion engine according to one example of an embodiment of the present invention.
【図2】 図2は図1における各種信号の遷移状態を示
すタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart showing transition states of various signals in FIG.
【図3】 図3は図1のDSPによるDSP処理の概要
を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an outline of DSP processing by the DSP of FIG. 1;
【図4】 図4は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関のノック検出装置で使用されているDSPに
おけるノック判定の処理手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for knock determination in a DSP used in a knock detection device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
【図5】 図5は図4の周波数解析処理に対応する各周
波数帯域の中心周波数の信号レベルを示す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a signal level of a center frequency of each frequency band corresponding to the frequency analysis processing of FIG. 4;
【図6】 図6は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関のノック検出装置で使用されているDSPに
おけるノック判定の処理手順の変形例を示すフローチャ
ートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a modified example of a knock determination processing procedure in a DSP used in a knock detection device for an internal combustion engine according to one example of an embodiment of the present invention.
【図7】 図7は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関のノック検出装置で使用されているDSPに
おけるノック判定の処理手順の他の変形例を示すフロー
チャートである。FIG. 7 is a flowchart showing another modified example of the procedure of the knock determination in the DSP used in the knock detection device for the internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
【図8】 図8は図7の処理における周波数に対する異
なる機関回転速度でノック発生有り時の各周波数帯域の
中心周波数における信号レベルの相違を示す説明図であ
る。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a difference in signal level at the center frequency of each frequency band when knock occurs at different engine rotational speeds with respect to the frequency in the processing of FIG. 7;
【図9】 図9は図7の処理における機関回転速度に対
する1つの中心周波数の信号レベルとそのノック判定レ
ベルとの関係を示す説明図である。9 is an explanatory diagram showing the relationship between the signal level of one center frequency and the knock determination level with respect to the engine rotational speed in the processing of FIG. 7;
11,12 ノックセンサ(信号検出手段) 20 DSP(信号抽出手段、ノック判定手段) 11, 12 knock sensor (signal detection means) 20 DSP (signal extraction means, knock determination means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小久保 直樹 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 3G084 DA04 DA27 DA38 EA11 EB08 EB25 EC01 FA25 FA33 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Naoki Kokubo 1-1-1 Showa-cho, Kariya-shi, Aichi F-term in DENSO Corporation (reference) 3G084 DA04 DA27 DA38 EA11 EB08 EB25 EC01 FA25 FA33
Claims (6)
する信号検出手段と、 前記信号検出手段で検出された前記振動波形信号を入力
し複数の周波数帯域別に信号レベルを抽出する複数の信
号抽出手段と、 前記複数の信号抽出手段によって抽出される前記内燃機
関の1燃焼タイミングにおけるそれぞれの信号レベル同
士を比較し、それらの大小関係に基づきノック判定する
ノック判定手段とを具備することを特徴とする内燃機関
のノック検出装置。1. A signal detecting means for detecting a vibration waveform signal generated in an internal combustion engine, and a plurality of signal extraction means for receiving the vibration waveform signal detected by the signal detecting means and extracting a signal level for each of a plurality of frequency bands. And a knock determination unit that compares respective signal levels at one combustion timing of the internal combustion engine extracted by the plurality of signal extraction units and determines a knock based on their magnitude relationship. Knock detection device for an internal combustion engine.
抽出手段のうち所定の1つの信号抽出手段による信号レ
ベルを基準とし、その他の信号抽出手段による信号レベ
ルと比較することを特徴とする請求項1に記載の内燃機
関のノック検出装置。2. The knock determination unit according to claim 1, wherein a signal level of a predetermined one of the plurality of signal extraction units is used as a reference and compared with a signal level of another signal extraction unit. Item 2. A knock detection device for an internal combustion engine according to Item 1.
ク特有の周波数帯域と異なる周波数帯域の信号レベルを
抽出することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の
ノック検出装置。3. The knock detection device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the predetermined one signal extraction unit extracts a signal level in a frequency band different from a knock-specific frequency band.
抽出手段のうち所定の幾つかの信号抽出手段による信号
レベルの平均値を基準とし、その他の信号抽出手段によ
る信号レベルと比較することを特徴とする請求項1に記
載の内燃機関のノック検出装置。4. The knock determination means according to claim 1, wherein said knock determination means compares the signal levels of a plurality of predetermined signal extraction means with the signal levels of other signal extraction means. The knock detection device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein:
ック特有の周波数帯域と異なる周波数帯域の信号レベル
を抽出することを特徴とする請求項4に記載の内燃機関
のノック検出装置。5. The knock detection apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein said predetermined some signal extraction means extracts a signal level in a frequency band different from a knock-specific frequency band.
いる前記信号抽出手段の数を、前記内燃機関の運転条件
または気筒毎に変更することを特徴とする請求項1に記
載の内燃機関のノック検出装置。6. The knock of an internal combustion engine according to claim 1, wherein said knock determination means changes the number of said signal extraction means used for knock determination for each operating condition or cylinder of said internal combustion engine. Detection device.
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JP2000233011A JP2002047993A (en) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | Knock detector for internal combustion engine |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2000-08-01 JP JP2000233011A patent/JP2002047993A/en active Pending
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