JP2510770B2 - エンジンのノッキング検出方法 - Google Patents
エンジンのノッキング検出方法Info
- Publication number
- JP2510770B2 JP2510770B2 JP2194931A JP19493190A JP2510770B2 JP 2510770 B2 JP2510770 B2 JP 2510770B2 JP 2194931 A JP2194931 A JP 2194931A JP 19493190 A JP19493190 A JP 19493190A JP 2510770 B2 JP2510770 B2 JP 2510770B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- knock
- sensor
- signal
- engine
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエンジンの制御に関し、特にノツキングの検
出およびノツキングの検出による点火時期の制御に関す
る。
出およびノツキングの検出による点火時期の制御に関す
る。
従来、ノツキングの検出はエンジンブロツクに取り付
けた加速度センサによりノツキングに伴う振動を検出し
ている。
けた加速度センサによりノツキングに伴う振動を検出し
ている。
この場合、加速度センサの取付位置とエンジンの各シ
ンリダの位置関係によつて検出感度が変わつてしまい、
ノツキングの検出が困難になる問題があり、何らかの補
助的な検出手段により較正する必要がある。こうした、
補助的検出手段を組み合わせた例として特開平１−8385
6号がある。
ンリダの位置関係によつて検出感度が変わつてしまい、
ノツキングの検出が困難になる問題があり、何らかの補
助的な検出手段により較正する必要がある。こうした、
補助的検出手段を組み合わせた例として特開平１−8385
6号がある。
上記従来技術はノツキングに伴う振動を確実にとらえ
ることについて、配慮がとれておらず、種種の運転条件
におけるノツキング制御の再現性が悪いという問題があ
つた。
ることについて、配慮がとれておらず、種種の運転条件
におけるノツキング制御の再現性が悪いという問題があ
つた。
本発明は、ノツクセンサの位置とシンリダの位置関係
によらず、確実にノツキングを検出することを目的に
し、さらに、エンジンのばらつきや経手変化によらず、
再現性よくノツキングをとらえるノツキング検出装置を
提供することを目的とする。
によらず、確実にノツキングを検出することを目的に
し、さらに、エンジンのばらつきや経手変化によらず、
再現性よくノツキングをとらえるノツキング検出装置を
提供することを目的とする。
上記の本発明の目的は、エンジンの振動をとらえるノ
ックセンサとシンリダ内圧振動をとらえる筒内圧センサ
とを備え、それぞれの振動を検出して、ノッキングの発
生時の強度を算出するエンジンのノッキング検出方法に
おいて、筒内圧センサとノックセンサとの信号から、あ
る定められた相関関係を求め、ノックセンサに含まれる
周波数成分のうちピークを示す周波数成分を求め、該ピ
ークを示す周波数成分について筒内圧センサ信号レベル
とノックセンサ信号レベルとの分布を求め、その分布の
状態から前記相関関係に対する相関係数を求め、該相関
係数の大きいものを選びこの選ばれた相関係数における
ノックセンサ信号の周波数からノック強度を特定するこ
とにより達成される。
ックセンサとシンリダ内圧振動をとらえる筒内圧センサ
とを備え、それぞれの振動を検出して、ノッキングの発
生時の強度を算出するエンジンのノッキング検出方法に
おいて、筒内圧センサとノックセンサとの信号から、あ
る定められた相関関係を求め、ノックセンサに含まれる
周波数成分のうちピークを示す周波数成分を求め、該ピ
ークを示す周波数成分について筒内圧センサ信号レベル
とノックセンサ信号レベルとの分布を求め、その分布の
状態から前記相関関係に対する相関係数を求め、該相関
係数の大きいものを選びこの選ばれた相関係数における
ノックセンサ信号の周波数からノック強度を特定するこ
とにより達成される。
点火時期または空燃比を制御する手段により、ノツキ
ングの発生を無い状態から、トレース，ライト，ミド
ル，ヘビーと呼ばれるノツキング強度を変えることがで
きる。
ングの発生を無い状態から、トレース，ライト，ミド
ル，ヘビーと呼ばれるノツキング強度を変えることがで
きる。
また、ノツク信号を増幅する手段により、後述のデー
タ分析するのに十分な分解能をとることができる様にす
る。また、分析に不要な直流成分やセンサ自身のもつ高
い周波数域での共振に伴う信号を除外するフイルタの機
能を有する。
タ分析するのに十分な分解能をとることができる様にす
る。また、分析に不要な直流成分やセンサ自身のもつ高
い周波数域での共振に伴う信号を除外するフイルタの機
能を有する。
データ収集および分析する手段により、ノツクセンサ
からの信号強度と周波数分析を行なう。
からの信号強度と周波数分析を行なう。
ノツキング強度を測るための補助手段により、ノツク
信号との相関をとることができる。
信号との相関をとることができる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
まず、エンジンの基本構成として、吸入空気はエアク
リーナ1,吸入空気量計2,エアダクト3,スロツトルバブル
５を通じて、吸入弁から燃焼室に入る。吸入弁に入る前
に、吸入空気に対して適切な混合比になる様に、燃料噴
射弁16から燃料が噴射される。
リーナ1,吸入空気量計2,エアダクト3,スロツトルバブル
５を通じて、吸入弁から燃焼室に入る。吸入弁に入る前
に、吸入空気に対して適切な混合比になる様に、燃料噴
射弁16から燃料が噴射される。
燃焼室内では、点火プラグによる火花により着火さ
れ、燃焼ガスは、排気弁を通して、エキゾーストパイプ
を通して排出される。
れ、燃焼ガスは、排気弁を通して、エキゾーストパイプ
を通して排出される。
スロツトルバブルにはスロツトルの開度を測るための
スロツトルセンサがとりつけられている。
スロツトルセンサがとりつけられている。
また、燃焼室のピストンはクランク軸にとりつけたク
ランク角センサ12で測定され、また気筒判別と、上死点
を認識するためのレフアレンスセンサがとりつけられ、
PosとRefの信号として、エンジン制御ユニツト９に入力
される。
ランク角センサ12で測定され、また気筒判別と、上死点
を認識するためのレフアレンスセンサがとりつけられ、
PosとRefの信号として、エンジン制御ユニツト９に入力
される。
エンジン制御ユニツトは、吸入空気量計によつて計測
される空気量に相当する電圧をAD変換器によつてとりこ
む。一方、PosとRef信号により、クランク角をとりこん
で気筒判別とエンジン回転数を計る。空気量とエンジン
回転数により、エンジンの運転状態に適切な燃料噴射量
と点火時期を求めて、それぞれ、燃料噴射弁と点火コイ
ル13に通電して、燃料を噴射し、火花を飛ばす。
される空気量に相当する電圧をAD変換器によつてとりこ
む。一方、PosとRef信号により、クランク角をとりこん
で気筒判別とエンジン回転数を計る。空気量とエンジン
回転数により、エンジンの運転状態に適切な燃料噴射量
と点火時期を求めて、それぞれ、燃料噴射弁と点火コイ
ル13に通電して、燃料を噴射し、火花を飛ばす。
この他、エンジンを回すための補器類の制御もエンジ
ン制御ユニツトが行なうが、本特許とは直接関係しない
ため、説明を割愛する。
ン制御ユニツトが行なうが、本特許とは直接関係しない
ため、説明を割愛する。
エンジン制御ユニツトのROM内容を変更する装置とし
てのROMシミユレータ、または制御電圧を変えるための
ボリユームは、燃料噴射量または点火時期を補正する手
段として使われる。例えば、第２図に示すように補正量
としてのROMデータを小さくしたり、制御電圧を下げる
と、燃料噴射量が減少する様にエンジン制御ユニツト内
で補正する。
てのROMシミユレータ、または制御電圧を変えるための
ボリユームは、燃料噴射量または点火時期を補正する手
段として使われる。例えば、第２図に示すように補正量
としてのROMデータを小さくしたり、制御電圧を下げる
と、燃料噴射量が減少する様にエンジン制御ユニツト内
で補正する。
逆に、ROMデータをふやしたり、制御電圧を上げると
点火時期が進むようにエンジン制御ユニツトが補正す
る。
点火時期が進むようにエンジン制御ユニツトが補正す
る。
こうして燃料噴射量が減少したり、点火時期が進めば
ノツクが発生しやすくなる。
ノツクが発生しやすくなる。
次に、ノツク信号のとりこみについて説明する。
まず、ノツクが発生したときの強度を求めるために、
点火プラグの座金の位置に座金センサがとりつけられ、
エンジンの筒内圧を測定する。第３図に示すように、ノ
ツクの発生の有無により筒内圧の波形が変化し、この波
形の違いの発生する区間だけ、信号を分析してノツク信
号の強度を測る。
点火プラグの座金の位置に座金センサがとりつけられ、
エンジンの筒内圧を測定する。第３図に示すように、ノ
ツクの発生の有無により筒内圧の波形が変化し、この波
形の違いの発生する区間だけ、信号を分析してノツク信
号の強度を測る。
測定方法としては、第４図に示すように、座金センサ
の信号をチヤージアンプに通して増幅し、さらに、直流
成分を除去してノツク発生時の信号成分を取り出すため
のバンドパスフイルタ（BPF）に入れる。
の信号をチヤージアンプに通して増幅し、さらに、直流
成分を除去してノツク発生時の信号成分を取り出すため
のバンドパスフイルタ（BPF）に入れる。
一方、エンジン制御ユニツトは、Ref信号の立ち上が
りから、Pos信号をカウントする。また、レジスタは
ノツク信号の分析開始の角度の値が設定され、Pos信号
のカウント値が一致すると、信号分析のためのゲートを
オンする。レジスタはノツク信号の分析区間の終了の
角度の値が設定され、Pos信号のカウントが一致すると
信号分析のためのゲートをオフする。
りから、Pos信号をカウントする。また、レジスタは
ノツク信号の分析開始の角度の値が設定され、Pos信号
のカウント値が一致すると、信号分析のためのゲートを
オンする。レジスタはノツク信号の分析区間の終了の
角度の値が設定され、Pos信号のカウントが一致すると
信号分析のためのゲートをオフする。
前述のBPFを通した座金センサの信号は整流され、信
号分析のためのゲートがオンしている間に、信号が積分
される。この積分値をエンジン制御ユニツトがとりこ
み、ノツク発生の強度を算出する。
号分析のためのゲートがオンしている間に、信号が積分
される。この積分値をエンジン制御ユニツトがとりこ
み、ノツク発生の強度を算出する。
ノツク信号を検出する別の手段として、ノツクセンサ
をシリンダ壁に取り付ける方法がある。ノツクセンサの
信号を増幅し、直流分を除去するハイパスフイルタと、
信号分析に不必要な信号を除去するローパスフイルタを
通して、座金センサと同じ信号分析の区間だけ、エンジ
ン制御ユニツトにとり込む。
をシリンダ壁に取り付ける方法がある。ノツクセンサの
信号を増幅し、直流分を除去するハイパスフイルタと、
信号分析に不必要な信号を除去するローパスフイルタを
通して、座金センサと同じ信号分析の区間だけ、エンジ
ン制御ユニツトにとり込む。
エンジン制御ユニツトは、後述する周波数分析する周
波数の２倍以上の周波数で、AD変換を行ない、逐次RAM
に格納する。格納されたデータは、2P個ごとに（例えば
Ｐ＝６、すなわち64個毎）にまとめられ、フーリエ交換
により各周波数成分の強度を求める。各周波数成分は分
析区間の間にそれぞれ加算され、最終的に分析区間全体
の成分となる（第５図）。
波数の２倍以上の周波数で、AD変換を行ない、逐次RAM
に格納する。格納されたデータは、2P個ごとに（例えば
Ｐ＝６、すなわち64個毎）にまとめられ、フーリエ交換
により各周波数成分の強度を求める。各周波数成分は分
析区間の間にそれぞれ加算され、最終的に分析区間全体
の成分となる（第５図）。
周波数分析する周波数の上限は次のように決まる。座
金センサの積分器出力がノツク非発生時に比べて所定値
をこえたときに生じる振動をノツクセンサでとらえたと
きに、ノツクセンサ信号に含まれる信号の上限とする。
金センサの積分器出力がノツク非発生時に比べて所定値
をこえたときに生じる振動をノツクセンサでとらえたと
きに、ノツクセンサ信号に含まれる信号の上限とする。
周波数分析結果は第６図に示すように、ノツク発生時
に特定の周波数成分が大きくなり、ノツク非発生時の分
析結果（破線）と識別が可能である。
に特定の周波数成分が大きくなり、ノツク非発生時の分
析結果（破線）と識別が可能である。
こうして、座金センサの積分出口の信号レベルとノツ
クセンサの信号レベルとは、第７図に示すように、各周
波数ごとに相関があり、相関係数の高いものを選べば、
ノツクセンサ信号の周波数分析結果における周波数の特
定と、ノツク強度を測定することができる。
クセンサの信号レベルとは、第７図に示すように、各周
波数ごとに相関があり、相関係数の高いものを選べば、
ノツクセンサ信号の周波数分析結果における周波数の特
定と、ノツク強度を測定することができる。
従来、ノツク制御ではノツク発生の有無だけを検出し
ていたが、ノツク強度を求めることによりノツク発生に
伴うエンジンへのダメージを推定することができる。そ
して、ノツク強度をダメージ量に置きかえれば、従来の
ノツク制御のリタード量の制御に、ノツク強度のパラメ
ータを含めて制御すれば、ノツク制御の追従性が速くな
る。
ていたが、ノツク強度を求めることによりノツク発生に
伴うエンジンへのダメージを推定することができる。そ
して、ノツク強度をダメージ量に置きかえれば、従来の
ノツク制御のリタード量の制御に、ノツク強度のパラメ
ータを含めて制御すれば、ノツク制御の追従性が速くな
る。
本発明によれば、従来、各気筒に取り付けていた座金
センサからの信号とシンリダ壁の振動を検出するノツク
センサ信号との相関を求めることにより、ノツクセンサ
信号の周波数分析の結果から特定周波数成分の分析結果
によりノツク強度を求めることができ、座金センサの代
わりにノツクセンサを使うことができるようになる。こ
のため、センサの数を減らすことができる効果がある。
センサからの信号とシンリダ壁の振動を検出するノツク
センサ信号との相関を求めることにより、ノツクセンサ
信号の周波数分析の結果から特定周波数成分の分析結果
によりノツク強度を求めることができ、座金センサの代
わりにノツクセンサを使うことができるようになる。こ
のため、センサの数を減らすことができる効果がある。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図はエンジン
制御ユニツトの構成図、第３図はノツク信号の説明図、
第４図はノツク信号測定の説明図、第５図は周波数分析
の説明図、第６図は周波数分析の一例を示す図、第７図
はノツク強度算出の説明図である。 ９…エンジン制御ユニツト、12…クラツク角センサ、15
…ノツクセンサ。
制御ユニツトの構成図、第３図はノツク信号の説明図、
第４図はノツク信号測定の説明図、第５図は周波数分析
の説明図、第６図は周波数分析の一例を示す図、第７図
はノツク強度算出の説明図である。 ９…エンジン制御ユニツト、12…クラツク角センサ、15
…ノツクセンサ。
Claims (2)
- 【請求項１】エンジンの振動をとらえるノックセンサと
シンリダ内圧振動をとらえる筒内圧センサとを備え、そ
れぞれの振動を検出して、ノッキングの発生時の強度を
算出するエンジンのノッキング検出方法において、筒内
圧センサとノックセンサとの信号から、ある定められた
相関関係を求め、ノックセンサに含まれる周波数成分の
うちピークを示す周波数成分を求め、該ピークを示す周
波数成分について筒内圧センサ信号レベルとノックセン
サ信号レベルとの分布を求め、その分布の状態から前記
相関関係に対する相関係数を求め、該相関係数の大きい
ものを選びこの選ばれた相関係数におけるノックセンサ
信号の周波数からノック強度を特定することを特徴とす
るエンジンのノッキング検出方法。 - 【請求項２】請求項第１項記載のノック発生の強度を、
点火時期設定のリタード量に反映させることを特徴とす
るエンジンのノッキング検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2194931A JP2510770B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | エンジンのノッキング検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2194931A JP2510770B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | エンジンのノッキング検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0481546A JPH0481546A (ja) | 1992-03-16 |
| JP2510770B2 true JP2510770B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=16332725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2194931A Expired - Lifetime JP2510770B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | エンジンのノッキング検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510770B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0102779A3 (en) * | 1982-08-12 | 1985-05-08 | Bl Technology Limited | Method and apparatus for detecting knock in a spark ignition engine |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP2194931A patent/JP2510770B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0481546A (ja) | 1992-03-16 |
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