JP2019196737A - Knocking detector and knocking detection method - Google Patents
Knocking detector and knocking detection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019196737A JP2019196737A JP2018090923A JP2018090923A JP2019196737A JP 2019196737 A JP2019196737 A JP 2019196737A JP 2018090923 A JP2018090923 A JP 2018090923A JP 2018090923 A JP2018090923 A JP 2018090923A JP 2019196737 A JP2019196737 A JP 2019196737A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- knocking
- knock
- section
- unit
- integrated value
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ノッキング検出装置およびノッキング検出方法に関する。 The present invention relates to a knocking detection device and a knocking detection method.
従来、内燃機関に設けられたノックセンサの検出結果に基づき、ノッキングを検出するノッキング検出装置がある。かかるノッキング検出装置は、ノッキングの検出結果に基づき、点火プラグの点火時期についてフィードバック制御を行う(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is a knocking detection device that detects knocking based on a detection result of a knock sensor provided in an internal combustion engine. Such a knocking detection device performs feedback control on the ignition timing of the spark plug based on the knocking detection result (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来技術では、ノック信号にノイズピークが重畳した場合、かかるノイズピークに基づき、ノッキングを誤検出するおそれがあり、ノッキングの検出精度の向上が望まれる。 However, in the related art, when a noise peak is superimposed on the knock signal, there is a possibility that knocking may be erroneously detected based on the noise peak, and improvement in knocking detection accuracy is desired.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ノッキングの誤検出を抑制することができるノッキング検出装置およびノッキング検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a knocking detection device and a knocking detection method that can suppress erroneous detection of knocking.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態に係るノッキング検出装置は、取得部と、算出部と、検出部とを備える。前記取得部は、内燃機関のノッキングに伴うノック信号を取得する。前記算出部は、前記取得部によって取得された前記ノック信号について所定区間毎に積算値を算出する。前記検出部は、前記算出部によって算出された前記積算値の最大値が所定の対象区間内に存在し、前記最大値に対応する区間を含む連続する区間の積算値の和であるノック強度が閾値を超える場合に、ノッキングとして検出する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the knocking detection device according to the embodiment includes an acquisition unit, a calculation unit, and a detection unit. The acquisition unit acquires a knock signal associated with knocking of the internal combustion engine. The calculation unit calculates an integrated value for each predetermined section for the knock signal acquired by the acquisition unit. The detection unit has a knock intensity, which is a sum of integrated values of consecutive sections including a section corresponding to the maximum value, in which the maximum value of the integrated value calculated by the calculation section exists in a predetermined target section. When the threshold value is exceeded, it is detected as knocking.
本発明によれば、ノッキングの誤検出を抑制することができる。 According to the present invention, erroneous detection of knocking can be suppressed.
以下、添付図面を参照して、実施形態に係るノッキング検出装置およびノッキング検出方法について詳細に説明する。なお、本実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a knocking detection device and a knocking detection method according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
まず、図1を用いて実施形態に係るノッキング検出方法の概要について説明する。図1は、ノッキング検出方法の概要を示す図である。なお、かかるノッキング検出方法は、図1に示すノッキング検出装置1によって実行される。
First, an outline of the knocking detection method according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a knocking detection method. This knocking detection method is executed by the
実施形態に係るノッキング検出方法は、エンジン100(内燃機関の一例)のノッキングに伴うノック信号に基づき、ノッキングを検出する。 The knocking detection method according to the embodiment detects knocking based on a knocking signal accompanying knocking of the engine 100 (an example of an internal combustion engine).
ところで、ノック信号には、ノイズ成分が重畳する場合がある。例えば、かかるノイズピークの強度が大きい場合、かかるノイズ成分をノッキングとして誤検出するおそれがある。したがって、ノッキングを精度よく検出するためには、ノック信号からノッキングに基づく振動成分とノイズとの切り分けを行う必要がある。 By the way, a noise component may be superimposed on the knock signal. For example, when the intensity of such a noise peak is large, such a noise component may be erroneously detected as knocking. Therefore, in order to detect knocking with high accuracy, it is necessary to separate vibration components and noise based on knocking from the knock signal.
例えば、ノック信号からノッキングに基づく振動成分とノイズピークとを切り分ける方法として、ノッキングに基づくノック信号の波形形状を学習した学習モデルを生成し、かかる学習モデルと、実際のノック信号の波形形状とを比較する方法が挙げられる。しかしながら、かかる方法は、制御内容が煩雑なため、高性能のマイコンが必要となり、製造コストが増大するおそれがある。 For example, as a method of separating vibration components and noise peaks based on knocking from a knock signal, a learning model that learns the waveform shape of the knock signal based on knocking is generated, and the learning model and the waveform shape of the actual knock signal are The method of comparing is mentioned. However, since this method requires complicated control, a high-performance microcomputer is required, which may increase manufacturing costs.
そこで、実施形態に係るノッキング検出方法では、より簡便な処理でノッキングかノイズピークかを判別することとした。つまり、実施形態に係るノッキング検出方法では、ノッキングが発生した場合に、ノック信号の振幅が最大となり、その後、かかる振幅が徐々に収束する特徴に着目し、ノッキングを検出する。 Therefore, in the knocking detection method according to the embodiment, it is determined whether knocking or noise peak is performed by simpler processing. That is, in the knocking detection method according to the embodiment, when knocking occurs, the knocking signal is detected by paying attention to the feature that the amplitude of the knocking signal is maximized and then the amplitude gradually converges.
具体的には、実施形態に係るノッキング検出方法では、図1に示すように、まず、ノック信号を取得する(ステップS1)。ノック信号は、エンジン100のノッキングに伴う信号である。例えば、ノック信号を検出するセンサとして、エンジン100に対して1つ、もしくはエンジン100のバンク毎に設けられたノックセンサや、各気筒内の圧力を検出する筒内圧センサがある。
Specifically, in the knocking detection method according to the embodiment, as shown in FIG. 1, first, a knock signal is acquired (step S1). The knock signal is a signal accompanying the knocking of
続いて、実施形態に係るノッキング検出方法では、ノック信号について所定区間毎に積算値を算出する(ステップS2)。例えば、実施形態にかかるノッキング検出方法では、所定のクランクアングル(例えば、5CA)毎に積算値を算出する。なお、クランクアングルとは、クランクシャフトの回転角度を示す。 Subsequently, in the knocking detection method according to the embodiment, an integrated value is calculated for each predetermined section of the knock signal (step S2). For example, in the knocking detection method according to the embodiment, the integrated value is calculated for each predetermined crank angle (for example, 5 CA). The crank angle indicates the rotation angle of the crankshaft.
続いて、実施形態に係るノッキング検出方法では、積算値に基づいてノッキングを検出する(ステップS3)。具体的には、実施形態に係るノッキング検出方法では、積算値の最大値である最大積算値P1が対象区間内に存在し、かかる最大値に対応する区間を含む連続した区間の積算値の和であるノック強度が閾値を超える場合に、ノッキングを検出する。 Subsequently, in the knocking detection method according to the embodiment, knocking is detected based on the integrated value (step S3). Specifically, in the knocking detection method according to the embodiment, the maximum integrated value P1, which is the maximum integrated value, exists in the target section, and the sum of the integrated values of consecutive sections including the section corresponding to the maximum value. Knock is detected when the knock intensity exceeds the threshold.
ここで、対象区間とは、例えば、クランク角が上死点(TDC;Top Dead Center)から上死点後の所定のクランク角までの区間である。すなわち、対象区間は、エンジン100の気筒内で点火プラグが点火後、気筒内で気体が膨張する燃焼行程の一部に対応する区間である。
Here, the target section is, for example, a section where the crank angle is from a top dead center (TDC) to a predetermined crank angle after the top dead center. That is, the target section is a section corresponding to a part of the combustion stroke in which the gas expands in the cylinder after the ignition plug is ignited in the cylinder of
なお、ノッキングは、上記の燃焼行程の前半部分で発生することから、対象区間は、例えば、上死点から上死点後所定クランク角(例えば45CA)までの範囲であることが好ましい。あるいは、対象区間は、例えば、上死点後第1所定クランク角(0CAを含む)から第1所定クランク角より大きい第2クランク角までの範囲であってもよい。このように、対象区間を適切に設定することで、ノッキングに伴う振動成分とノイズピークとの判別を精度よく行うことが可能となる。 Since knocking occurs in the first half of the combustion stroke, the target section is preferably in the range from, for example, top dead center to a predetermined crank angle after top dead center (for example, 45 CA). Alternatively, the target section may be, for example, a range from a first predetermined crank angle after top dead center (including 0CA) to a second crank angle larger than the first predetermined crank angle. In this way, by appropriately setting the target section, it is possible to accurately determine the vibration component and noise peak associated with knocking.
図1に示す例では、最大積算値P1が、対象区間内に存在する。このため、最大積算値P1をノッキングに伴う振動成分と仮判定する。言い換えれば、最大積算値P1が対象区間内に存在していなかった場合、かかる最大積算値P1をノイズピークと判別することができる。 In the example shown in FIG. 1, the maximum integrated value P1 exists in the target section. For this reason, the maximum integrated value P1 is provisionally determined as a vibration component accompanying knocking. In other words, when the maximum integrated value P1 does not exist in the target section, the maximum integrated value P1 can be determined as a noise peak.
そして、実施形態に係るノッキング検出方法では、最大積算値P1に対応する区間を含む連続した区間(ハッチングを施して示す区間)の積算値の和であるノック強度が閾値を超える場合に、ノッキングと判定する。 In the knocking detection method according to the embodiment, when the knock intensity, which is the sum of the integrated values of consecutive sections (sections shown by hatching) including the section corresponding to the maximum integrated value P1, exceeds the threshold, judge.
すなわち、ノッキングである場合、ノック信号の振幅が徐々に収束する一方、ノイズピークは、単発的に発生する。したがって、ノッキングに基づくノック強度は、ノイズピークに基づくノック強度に比べて大きくなる。 That is, in the case of knocking, the amplitude of the knock signal gradually converges, while the noise peak occurs once. Therefore, the knock intensity based on knocking is larger than the knock intensity based on noise peaks.
つまり、実施形態に係るノッキング検出方法では、仮に、対象区間内にノイズピークが発生したとしても、積算値によるノック強度に基づいてノイズピークか否かを判別することが可能となる。 That is, in the knocking detection method according to the embodiment, even if a noise peak occurs in the target section, it is possible to determine whether or not the noise peak is based on the knock intensity based on the integrated value.
このように、実施形態に係るノッキング検出方法では、最大積算値P1が対象区間内に存在し、積算値によるノック強度が閾値を超える場合に、ノッキングとして検出する。 As described above, in the knocking detection method according to the embodiment, when the maximum integrated value P1 exists in the target section and the knock intensity by the integrated value exceeds the threshold value, it is detected as knocking.
言い換えれば、ノッキングに基づくピークとノイズピークとを2段階で切り分けを行ったうえでノッキングを検出する。これにより、実施形態に係るノッキング検出方法では、ノッキングの誤検出を抑制することができる。 In other words, knocking is detected after dividing the peak based on knocking and the noise peak in two stages. Thereby, in the knocking detection method according to the embodiment, erroneous detection of knocking can be suppressed.
また、実施形態に係るノッキング検出方法では、上述のように、学習モデル等を用いた煩雑な処理を行うことなく、ノッキングの誤検出を抑制することが可能となる。これにより、安価なマイコンを用いてノッキングを精度よく検出することが可能となるので、ノッキング検出装置1の製造コストを抑えることも可能である。
In addition, in the knocking detection method according to the embodiment, as described above, it is possible to suppress erroneous detection of knocking without performing complicated processing using a learning model or the like. As a result, knocking can be accurately detected using an inexpensive microcomputer, and therefore the manufacturing cost of the
次に、図2を用いて実施形態に係るノッキング検出装置1の構成例について説明する。図2は、ノッキング検出装置1のブロック図である。なお、図2に示す例では、ノッキング検出装置1がエンジンECU(Electronic Control Unit)200内のエンジン制御装置50内に配置される場合について示す。しかしながら、ノッキング検出装置1は、エンジンECU200の外部に設けられることにしてもよく、ノッキング検出装置1をエンジン制御装置50の外部に設けることも可能である。また、図2には、エンジンECU200に加え、ノックセンサ101およびクランク角センサ102をあわせて示す。
Next, a configuration example of the
ノックセンサ101は、エンジン100に対して1つ、もしくはエンジン100のバンク毎に設けられ、気筒内の振動を電気信号に変換する振動センサであり、かかる電気信号をノッキング検出装置1へ出力する。ノックセンサ101は、例えば、圧電素子であり、エンジン100のシリンダブロックなどに固定される。
One
クランク角センサ102は、クランクシャフトの回転角度を検出するセンサである。クランク角センサ102は、クランクシャフトの回転角に応じたクランク信号をノッキング検出装置1に出力する。
The
エンジンECU200は、エンジン100を制御するECUである。なお、図2に示すエンジンECU200の構成は、一例であり、これに限定されるものではない。
ノッキング検出装置1は、制御部2と、記憶部3とを備える。制御部2は、フィルタ部21と、取得部22と、抽出部23と、学習部24と、算出部25と、検出部26とを備える。
The knocking
制御部2は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。 The control unit 2 includes, for example, a computer having a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a hard disk drive (HDD), an input / output port, and various circuits.
コンピュータのCPUは、例えば、ROMに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部2のフィルタ部21、取得部22、抽出部23、学習部24、算出部25および検出部26として機能する。
The CPU of the computer functions as the filter unit 21, the
また、制御部2のフィルタ部21、取得部22、抽出部23、学習部24、算出部25および検出部26の少なくともいずれか一部または全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成することもできる。
In addition, at least some or all of the filter unit 21, the
また、記憶部3は、例えば、RAMやフラッシュROMに対応する。RAMやフラッシュROMは、判定条件情報31、ベースライン情報32、積算値情報33や各種プログラムの情報を記憶することができる。なお、ノッキング検出装置1は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。
The
制御部2のフィルタ部21は、例えば、バンドパスフィルタである。フィルタ部21は、ノックセンサ101から入力される電気信号に対してノッキングによる信号成分が含まれる周波数帯域(例えば、7〜8kHz)の電気信号のみを通過させ、取得部22へ出力する。なお、以下、フィルタ部21を通過した電気信号についてノック信号と記載する。
The filter unit 21 of the control unit 2 is, for example, a band pass filter. The filter unit 21 passes only an electrical signal in a frequency band (for example, 7 to 8 kHz) including a signal component due to knocking to the electrical signal input from the
取得部22は、エンジン100のノッキングに伴うノック信号を取得する。抽出部23は、クランク信号に基づき、ノッキングを検出するための区間であるゲート区間を定め、ゲート区間のノック信号を抽出する。ゲート区間は、上述の対象区間を含む区間であり、例えば、上死点から上死点後90CAまでの区間である。抽出部23は、抽出したゲート区間のノック信号を学習部24へ出力する。
学習部24は、ノック信号について区間毎のノイズ強度に対応するベースラインを学習する。具体的には、学習部24は、エンジン100がノッキングの発生し難い運転領域で動作している場合に、ノック信号のベースライン学習を行う。
The
まず、学習部24は、エンジン制御装置50から現在のアクセル開度に関するアクセル開度情報を取得する。そして、学習部24は、記憶部3の判定条件情報31を参照して、現在のアクセル開度でノッキングが発生しやすい状況か否かを判定する。
First, the
ここで、判定条件情報31は、アクセル開度に基づくエンジン100の運転領域において、ノッキングが発生しやすい状況か否かが対応付けられた情報である。より詳細には、判定条件情報31は、アクセル開度に応じたエンジン100の回転数や負荷、気筒内の吸入空気量、燃料の噴出量、気筒内の点火時期等を考慮して、開発者によって予め作成される。
Here, the determination condition information 31 is information associated with whether or not knocking is likely to occur in the operating region of the
そして、学習部24は、ノッキングが発生し難い状況である場合に、ノック信号に基づき各区間のベースラインを学習し、学習したベースラインを記憶部3にベースライン情報32として格納する。ノッキングが発生し難い状況において抽出したノック信号によるノック強度はノイズ強度であると推定できるため、各区間で抽出したノイズ強度を基に各区間のベースラインを設定する。
Then, when it is difficult for knocking to occur, the
図3は、ベースラインの具体例を示す図である。図3に示すように、図3に示すように、本実施形態において、ベースラインBLは、各区間毎(例えば、5CA刻み)に学習される。 FIG. 3 is a diagram illustrating a specific example of the baseline. As shown in FIG. 3, as shown in FIG. 3, in the present embodiment, the baseline BL is learned for each section (for example, in increments of 5 CA).
例えば、ベースラインBLの値(強度)は、ノック信号のS/N比が良好な区間においては、相対的に小さくなり、S/N比が悪い領域においては、大きい値となる。 For example, the value (intensity) of the baseline BL is relatively small in a section where the S / N ratio of the knock signal is good, and is large in a region where the S / N ratio is bad.
このように、学習部24は、区間毎にベースラインBLを学習することで、後述する算出部25によって算出される積算値の信頼度を向上させることができる。結果として、ノッキングを精度よく検出することが可能となる。
Thus, the
なお、ここでは、区間毎に異なる値のベースラインBLである場合について示したが、全ての区間において同じ値のベースラインBLとすることにしてもよい。かかる場合に、学習部24は、例えば、ベースラインBLを例えば平準化することで、全ての区間で同じ値のベースラインBLを学習することも可能である。
Here, the case where the baseline BL has a different value for each section is shown, but the baseline BL may have the same value in all sections. In such a case, for example, the
図2の説明に戻り、算出部25について説明する。算出部25は、取得部22によって取得されたノック信号について所定区間毎(5CA毎)に積算値を算出する。
Returning to the description of FIG. 2, the
具体的には、算出部25は、学習部24によって学習されたベースラインBLを基準とするノック信号の強度の絶対値を所定区間毎に積算していく。より具体的には、ベースラインBL以上のノック信号を積算対象として所定区間毎に積算していく。そして、算出部25は、算出した積算値を記憶部3に積算値情報33として格納する。
Specifically, the
ここで、上述のように、ベースラインBLは、区間毎に学習された値である。つまり、本実施形態において、ベースラインBLは、区間毎にノック信号のS/N比に基づいて設定される。 Here, as described above, the baseline BL is a value learned for each section. That is, in the present embodiment, the baseline BL is set based on the S / N ratio of the knock signal for each section.
したがって、算出部25は、ベースラインBLに基づいて積算値を算出することで、ノック信号に含まれる雑音成分の影響を低減した状態で積算値を算出することが可能となる。これにより、算出部25は、積算値を信頼性高く算出することが可能となる。
Therefore, the
検出部26は、算出部25によって算出された積算値の最大値(最大積算値P1)が所定の対象区間内に存在し、かかる最大値に対応する区間を含む連続した区間の積算値の和であるノック強度が閾値を超える場合に、ノッキングとして検出する。
The detecting
まず、検出部26は、最大積算値P1が対象区間内に存在するか否かを判定する。最大積算値P1が対象区間内に存在していれば、後述の処理に移行し、最大積算値P1が対象区間外に存在していれば、かかる最大積算値P1をノイズピークとして判別する。
First, the
ここで、対象区間は、例えば、上述のように、上死点から上死点後45CAまでの区間であるが、検出部26は、かかる対象区間をエンジン100に設けられたアクチュエータの動作状況に基づいて変更することも可能である。
Here, for example, as described above, the target section is a section from the top dead center to 45 CA after the top dead center, but the
例えば、かかるアクチュエータが、可変吸排気バルブである場合について説明すると、ノックセンサ101は、周囲の気筒に設けられた可変吸排気バルブの振動をノイズピークとして検出する場合がある。
For example, when the case where the actuator is a variable intake / exhaust valve is described, the
例えば、可変吸排気バルブが閉弁する場合に、気筒内で振動が発生し、ノック信号にかかる振動に基づくノイズピークが重畳する場合がある。すなわち、アクチュエータの動作状況に基づいてノイズピークの発生するタイミングを予測することが可能である。 For example, when the variable intake / exhaust valve is closed, vibration may occur in the cylinder, and a noise peak based on vibration applied to the knock signal may be superimposed. That is, it is possible to predict the timing at which a noise peak occurs based on the operating state of the actuator.
このため、検出部26は、ノイズピークの発生タイミングを予測し、ノイズピークが含まれにくい区間を上記の対象区間として設定することも可能である。すなわち、検出部26は、アクチュエータの動作状況に応じて対象区間を補正することが可能である。
For this reason, the
これにより、ノイズピークが排除された対象区間を設定することができるので、ノッキングの誤検出を抑制することが可能となる。なお、アクチュエータは、可変吸排気バルブに限られず、その他のアクチュエータであってもよい。 Thereby, since the target section from which the noise peak is eliminated can be set, it is possible to suppress erroneous detection of knocking. The actuator is not limited to the variable intake / exhaust valve, and may be another actuator.
図4は、検出部26による処理の具体例を示す図である。なお、図4のAは、クランク信号を示し、♯1〜♯4は、各気筒を示す。図4のBは、ノック信号の波形を示し、図4のCは、ノック信号の積算値を示す。また、図4のDは、検出部26による検出結果を示す。
FIG. 4 is a diagram illustrating a specific example of processing by the
例えば、♯1、♯4および♯2において、最大積算値P1が対象区間内に存在し、♯3は、最大積算値P1が対象区間外に存在する。このため、検出部26は、♯3をノイズピークとして検出する。
For example, in # 1, # 4, and # 2, the maximum integrated value P1 exists in the target section, and in # 3, the maximum integrated value P1 exists outside the target section. Therefore, the
続いて、検出部26は、♯1、♯4および♯2についてノック強度を算出する。なお、ノック強度は、最大積算値P1に対応する区間を含む連続する区間の積算値の和であり、図4のCにおいてハッチングを施して示す。
Subsequently, the
ここで、♯1および♯2は、ノック強度が大きく、閾値を超えるので、検出部26は、♯1および♯2についてノッキングを検出する。一方、♯4については、ノック強度が小さく、閾値を超えないので、検出部26は、♯4についてノイズピークとして検出する。
Here, since # 1 and # 2 have large knock strength and exceed the threshold value,
このように、検出部26は、最大積算値P1の位置および積算によるノック強度に基づいてノッキングを検出することで、ノッキングに基づく振動成分かノイズピークかを精度よく判別することが可能となる。
As described above, the
ところで、ノッキングが発生した場合に、ノック信号の振幅が最大となり、その後、徐々にかかる振幅は減少する。すなわち、ノッキングが発生した場合、最大積算値P1から積算値が徐々に減少する。 By the way, when knocking occurs, the amplitude of the knock signal becomes maximum, and thereafter, the amplitude gradually decreases. That is, when knocking occurs, the integrated value gradually decreases from the maximum integrated value P1.
このため、検出部26は、最大積算値P1に対応する区間の後に続く区間における積算値の和をノック強度とすることにしてもよい。すなわち、最大積算値P1よりも前の区間の積算値をノック強度の算出に用いないことにしてもよい。
For this reason, the
これにより、最大積算値P1の直前に発生したノイズピークを除外して、ノッキングを検出することができるので、ノッキングの検出精度を向上させることができる。 Thereby, since the noise peak generated immediately before the maximum integrated value P1 can be excluded and knocking can be detected, the detection accuracy of knocking can be improved.
また、上述のように、積算値は、所定のクランク角(5CA刻み)で算出される。このため、エンジン100の回転数および/または負荷が高いほど、積算値を算出する時間間隔が短くなる。 Further, as described above, the integrated value is calculated at a predetermined crank angle (5 CA increments). For this reason, the higher the engine speed and / or load, the shorter the time interval for calculating the integrated value.
したがって、エンジン100の回転数および/または負荷が高いほど、より多くの区間の積算値にノッキングに基づく振動成分が含まれることとなる。言い換えれば、エンジン100の回転数および/または負荷が低いほど、少ない区間にノッキングに基づく振動成分が含まれる。
Therefore, as the rotational speed and / or load of
つまり、エンジン100の回転数および/または負荷が低い場合に、多くの区間の積算値をノック強度とすると、ノック強度にノイズピークが含まれる可能性が高くなる。また、エンジン100の回転数および/または負荷が高い場合に、少ない区間の積算値をノック強度とすると、ノック強度が実際のノック強度よりも小さくなる可能性も考えられる。
In other words, when the engine speed and / or load is low, if the integrated value of many sections is the knock intensity, the possibility that the knock intensity includes a noise peak increases. In addition, when the engine speed and / or load of
このため、検出部26は、ノック強度を算出する区間数をエンジン100の回転数および/またはの負荷に応じて変更することが可能である。図5は、エンジン100の回転数および/または負荷とノック強度の区間数の関係を示す図である。
Therefore,
なお、検出部26は、アクセル開度に基づいてエンジン100の回転数および/または負荷を求めることが可能である。すなわち、アクセル開度が大きい場合、すなわち、アクセルが強く踏み込まれた場合、気筒内の吸入空気量が増大し、エンジン100の回転数および/または負荷が大きくなる。
It is noted that
図5に示すように、検出部26は、エンジン100の回転数および/または負荷が高いほど、ノック強度の区間数を多くし、エンジン100の負荷が低いほど、ノック強度の区間数を少なくする。
As shown in FIG. 5, the
このようにすることで、検出部26は、エンジン100の負荷に応じて適切な区間の積算値に基づいてノック強度を求めることが可能となる。言い換えれば、ノイズピークや雑音成分を排除し、ノッキングに基づく振動成分のみを用いてノック強度を算出することが可能となる。
By doing so, the
したがって、ノッキングの検出精度を向上させることができるので、ノッキングの誤検出を抑制することが可能となる。なお、図5に示した区間数は、一例であり、任意に変更することが可能である。 Therefore, since the detection accuracy of knocking can be improved, it is possible to suppress erroneous detection of knocking. The number of sections shown in FIG. 5 is an example, and can be arbitrarily changed.
図2の説明に戻り、エンジン制御装置50について説明する。エンジン制御装置50は、ノッキング検出装置1の検出結果に基づいて各気筒に設けられた点火プラグの点火時期を制御する。
Returning to the description of FIG. 2, the
例えば、エンジン制御装置50は、ノッキングが検出されていない場合、点火時期を早める進角制御を行い、ノッキングが検出された場合、点火時期を遅くする遅角制御を行う。
For example, the
上述のように、本実施形態に係るノッキング検出装置1は、ノッキングを精度よく検出することが可能である。このため、エンジン制御装置50は、点火時期を適切に制御することができるので、エンジン100の燃費を向上させることが可能となる。
As described above, the knocking
次に、図6を用いて実施形態に係るノッキング検出装置1が実行する処理手順について説明する。図6は、ノッキング検出装置1が実行する処理手順を示すフローチャートである。
Next, a processing procedure executed by the knocking
図6に示すように、まず、制御部2の取得部22は、ノック信号を取得し(ステップS101)、抽出部23は、ゲート区間のノック信号を抽出する(ステップS102)。
As shown in FIG. 6, first, the
続いて、算出部25は、ノック信号について所定区間毎に積算値を算出する(ステップS103)。続いて、検出部26は、最大積算値P1が対象区間内に存在するか否かを判定する(ステップS104)。
Subsequently, the
検出部26は、最大積算値P1が対象区間内に存在する場合(ステップS104,Yes)、前述した所定区間数の積算値の和によりノック強度を算出する(ステップS105)。
When the maximum integrated value P1 is present in the target section (step S104, Yes), the
続いて、検出部26は、ノック強度が閾値よりも大きいか否かを判定し(ステップS106)、ノック強度が閾値よりも大きい場合(ステップS106,Yes)、ノッキングとして検出し(ステップS107)、処理を終了する。
Subsequently, the
一方、検出部26は、最大積算値が対象区間外である場合や(ステップS104,No)、そのまま処理を終了し、ノック強度が閾値以下である場合(ステップS106,No)、処理を終了する。すなわち、ノック強度が閾値以下ならノックなしと判定する。
On the other hand, when the maximum integrated value is outside the target section (step S104, No), the
上述したように、実施形態に係るノッキング検出装置1は、取得部22と、算出部25と、検出部26とを備える。取得部22は、エンジン100(内燃機関の一例)のノッキングに伴うノック信号を取得する。算出部25は、取得部22によって取得されたノック信号について所定区間毎に積算値を算出する。
As described above, the knocking
検出部26は、算出部25によって算出された積算値の最大値が所定の対象区間内に存在し、最大値に対応する区間を含む連続する区間の積算値の和であるノック強度が閾値を超える場合に、ノッキングとして検出する。したがって、実施形態に係るノッキング検出装置1によれば、ノッキングの誤検出を抑制することができる。
The detecting
ところで、上述した実施形態では、学習部24によってベースラインBLを学習し、かかるベースラインBLに基づいてノック強度を算出する場合について説明した。かかる例に限られず、例えば、ノック強度に対する閾値をエンジン100の負荷に応じて変更することにしてもよい。
By the way, in the above-described embodiment, the case where the
例えば、エンジン100の回転数および/または負荷が大きい場合に、かかる閾値を高い値に設定し、エンジン100の回転数および/または負荷が小さい場合に、かかる閾値を低い値に設定する。これにより、エンジン100の回転数および/または負荷に応じた適切な閾値を設定することができるので、ノッキングの誤検出を抑制することが可能となる。
For example, when the engine speed and / or load of the
また、上述した実施形態では、ベースラインBLを基準とするノック信号の絶対値に基づいて積算値を算出する場合について説明したが、ベースラインBLに対してさらにオフセット量を加算したベースラインに基づいて積算値を算出することにしてもよい。また、かかるオフセット量は、例えば、エンジン100の回転数および/または負荷に基づく機械学習を用いて算出することが可能である。
In the above-described embodiment, the case where the integrated value is calculated based on the absolute value of the knock signal with reference to the baseline BL has been described. However, based on the baseline obtained by adding an offset amount to the baseline BL. Thus, the integrated value may be calculated. Further, the offset amount can be calculated using machine learning based on the rotation speed and / or load of the
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1 ノッキング検出装置
21 フィルタ部
22 取得部
23 抽出部
24 学習部
25 算出部
26 検出部
50 エンジン制御装置
100 エンジン(内燃機関の一例)
101 ノックセンサ
102 クランク角センサ
200 エンジンECU
DESCRIPTION OF
101
Claims (6)
前記取得部によって取得された前記ノック信号について所定区間毎に積算値を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記積算値の最大値が所定の対象区間内に存在し、前記最大値に対応する区間を含む連続する区間の前記積算値の和であるノック強度が閾値を超える場合に、ノッキングとして検出する検出部と
を備えることを特徴とするノッキング検出装置。 An acquisition unit for acquiring a knock signal associated with knocking of the internal combustion engine;
A calculation unit that calculates an integrated value for each predetermined section for the knock signal acquired by the acquisition unit;
When the maximum value of the integrated value calculated by the calculation unit exists in a predetermined target section, and the knock intensity that is the sum of the integrated values of consecutive sections including the section corresponding to the maximum value exceeds a threshold value And a detection unit that detects the knocking as a knocking detection device.
内燃機関の上死点から当該上死点後の所定のクランク角までの範囲を前記対象区間として設定すること
を特徴とする請求項1に記載のノッキング検出装置。 The detector is
The knocking detection device according to claim 1, wherein a range from the top dead center of the internal combustion engine to a predetermined crank angle after the top dead center is set as the target section.
前記最大値に対応する区間の後に続く区間における前記積算値の和を前記ノック強度とすること
を特徴とする請求項1または2に記載のノッキング検出装置。 The detector is
The knock detection device according to claim 1 or 2, wherein a sum of the integrated values in a section subsequent to a section corresponding to the maximum value is used as the knock intensity.
前記連続する区間の区間数を前記内燃機関の回転数および/または負荷に応じて変更すること
を特徴とする請求項1、2または3に記載のノッキング検出装置。 The detector is
4. The knocking detection device according to claim 1, wherein the number of consecutive sections is changed in accordance with a rotational speed and / or a load of the internal combustion engine.
をさらに備え、
前記算出部は、
前記学習部によって学習された前記ベースラインに基づいて前記積算値を算出すること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のノッキング検出装置。 A learning unit for learning a baseline corresponding to the noise intensity for each section of the knock signal;
The calculation unit includes:
The knocking detection apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the integrated value is calculated based on the baseline learned by the learning unit.
前記取得工程によって取得された前記ノック信号について所定区間毎に積算値を算出する算出工程と、
前記算出工程によって算出された前記積算値の最大値が所定の対象区間内に存在し、前記最大値に対応する区間を含む連続する区間の前記積算値の和であるノック強度が閾値を超える場合に、前記内燃機関のノッキングとして検出する検出工程と
を含むことを特徴とするノッキング検出方法。 An acquisition step of acquiring a knock signal associated with knocking of the internal combustion engine;
A calculation step of calculating an integrated value for each predetermined section for the knock signal acquired by the acquisition step;
When the maximum value of the integrated value calculated by the calculating step exists within a predetermined target section, and the knock intensity that is the sum of the integrated values of consecutive sections including the section corresponding to the maximum value exceeds a threshold value And a detection step of detecting as knocking of the internal combustion engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018090923A JP2019196737A (en) | 2018-05-09 | 2018-05-09 | Knocking detector and knocking detection method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018090923A JP2019196737A (en) | 2018-05-09 | 2018-05-09 | Knocking detector and knocking detection method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019196737A true JP2019196737A (en) | 2019-11-14 |
Family
ID=68537330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018090923A Pending JP2019196737A (en) | 2018-05-09 | 2018-05-09 | Knocking detector and knocking detection method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019196737A (en) |
-
2018
- 2018-05-09 JP JP2018090923A patent/JP2019196737A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7669459B2 (en) | Knocking determination device for internal combustion engine | |
JP4600181B2 (en) | Ignition timing control device for internal combustion engine | |
US7677083B2 (en) | Internal combustion engine knock determination device | |
JP4358198B2 (en) | Internal combustion engine knock determination device | |
US7251556B2 (en) | Knock determination device for internal combustion engine | |
JP6059194B2 (en) | Internal combustion engine knock determination device | |
JP2005023902A (en) | Knock detection device for internal combustion engine | |
US10408138B2 (en) | Method and functional monitoring apparatus for functional monitoring of an apparatus for variable setting of a cylinder compression in a reciprocating-piston internal combustion engine | |
WO2010035634A1 (en) | Frequency component analyzer | |
JP6695266B2 (en) | Abnormal combustion detection device for internal combustion engine | |
JP2003328851A (en) | System and method for diagnosing and calibrating internal combustion engine | |
US8005607B2 (en) | Device and method for controlling ignition timing of internal combustion engine | |
JP2016169686A (en) | Control device and abnormal combustion detection method for internal combustion engine | |
JP2007182858A (en) | Knocking determining device for internal combustion engine | |
US20060236753A1 (en) | Internal combustion engine knock determination device | |
US7621172B2 (en) | Knocking determination device for internal combustion engine | |
JP2008095602A (en) | Knock judging device for internal combustion engine | |
JP2019196737A (en) | Knocking detector and knocking detection method | |
JP2018003631A (en) | Control device for internal combustion engine and knock judgement method | |
JP6407828B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP7191148B2 (en) | internal combustion engine controller | |
JP4919020B2 (en) | Internal combustion engine knock determination device | |
JP4745198B2 (en) | Internal combustion engine knock determination device, determination method, program for realizing the method, and recording medium recording the program | |
JP4867826B2 (en) | Internal combustion engine knock determination device | |
JP2006307664A (en) | Knocking determining device of internal combustion engine |