JP3098104B2 - ノッキング制御装置 - Google Patents
ノッキング制御装置Info
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- JP3098104B2 JP3098104B2 JP04157939A JP15793992A JP3098104B2 JP 3098104 B2 JP3098104 B2 JP 3098104B2 JP 04157939 A JP04157939 A JP 04157939A JP 15793992 A JP15793992 A JP 15793992A JP 3098104 B2 JP3098104 B2 JP 3098104B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの気筒内のエン
ドガスの自己着火により発生する圧力波に起因するノッ
キングを制御し、特に本発明ではノッキングの検出の精
度を向上できるノッキング制御装置に関する。
ドガスの自己着火により発生する圧力波に起因するノッ
キングを制御し、特に本発明ではノッキングの検出の精
度を向上できるノッキング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１２は従来のノッキング制御装置を示
す図である。本図に示すように、ノッキング制御装置
は、ノッキングを検出するためにエンジンに取り付けら
れている、例えば圧電素子からなるノックセンサ１と、
該ノックセンサ１からの信号がノッキング発生状態の信
号であるかを判定するノック判定手段２と、該ノック判
定手段２に対してノックセンサ１からの信号がノック発
生状態信号かを判定するための判定レベルを発生する判
定レベル発生手段３と、前記ノック判定手段２でノッキ
ングが発生したと判断したらスパークプラグの火花を飛
ばす点火時期を操作してノッキングを制御する点火時期
操作手段４とを含む。
す図である。本図に示すように、ノッキング制御装置
は、ノッキングを検出するためにエンジンに取り付けら
れている、例えば圧電素子からなるノックセンサ１と、
該ノックセンサ１からの信号がノッキング発生状態の信
号であるかを判定するノック判定手段２と、該ノック判
定手段２に対してノックセンサ１からの信号がノック発
生状態信号かを判定するための判定レベルを発生する判
定レベル発生手段３と、前記ノック判定手段２でノッキ
ングが発生したと判断したらスパークプラグの火花を飛
ばす点火時期を操作してノッキングを制御する点火時期
操作手段４とを含む。
【０００３】図１３はノッキングセンサの周波数帯幅を
示す図である。本図に示すように、ノッキングの周波数
ｆo はエンジンの型式によりほぼ決まっているのでその
ノッキング周波数に共振する圧電素子のノックセンサが
製作される。さらに雑音の影響を除去しノッキングの検
出の精度を向上するために、前記ノッキングの周波数ｆ
o に対して一定周波数幅Δｆの信号のみを通過させるフ
ィルタリングが行われている。
示す図である。本図に示すように、ノッキングの周波数
ｆo はエンジンの型式によりほぼ決まっているのでその
ノッキング周波数に共振する圧電素子のノックセンサが
製作される。さらに雑音の影響を除去しノッキングの検
出の精度を向上するために、前記ノッキングの周波数ｆ
o に対して一定周波数幅Δｆの信号のみを通過させるフ
ィルタリングが行われている。
【０００４】図１４はノッキングの判定レベルを示す図
である。ノッキングの発生はエンジンの回転数にかかわ
らずエンジンのクランク軸の角度でほぼ一定であり、本
図に示すように、判定レベル発生手段３ではノッキング
信号の判定レベルは、ノッキングの発生が予想される区
間でノッキング信号のレベル平均値をとり、その定数倍
の電圧値を越えた信号の回数とかピークレベルの電圧値
によりノッキングの有無を判定していた。
である。ノッキングの発生はエンジンの回転数にかかわ
らずエンジンのクランク軸の角度でほぼ一定であり、本
図に示すように、判定レベル発生手段３ではノッキング
信号の判定レベルは、ノッキングの発生が予想される区
間でノッキング信号のレベル平均値をとり、その定数倍
の電圧値を越えた信号の回数とかピークレベルの電圧値
によりノッキングの有無を判定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ノッキング制御装置では、エンジンの気筒の種類による
ノッキングの周波数のばらつきが大きいため、前記ノッ
クセンサのフィルタリングの調整の際にパラメータの合
わせ込みが煩雑になるという問題がある。したがって本
発明は上記問題点に鑑みエンジンの気筒の種類によるノ
ッキングの周波数のばらつきがあってもフィルタリング
の調整が簡単で雑音の混入で誤動作もないノッキング制
御装置を提供することを目的とする。
ノッキング制御装置では、エンジンの気筒の種類による
ノッキングの周波数のばらつきが大きいため、前記ノッ
クセンサのフィルタリングの調整の際にパラメータの合
わせ込みが煩雑になるという問題がある。したがって本
発明は上記問題点に鑑みエンジンの気筒の種類によるノ
ッキングの周波数のばらつきがあってもフィルタリング
の調整が簡単で雑音の混入で誤動作もないノッキング制
御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、エンジンの点火時期を調整してノッキン
グを制御するノッキング制御装置に、ノックセンサ、ノ
ッキング周波数分析手段、判定基準発生手段及び周波数
分析ノッキング判定手段を設ける。前記ノックセンサは
前記エンジンのノッキングを検出する。
決するために、エンジンの点火時期を調整してノッキン
グを制御するノッキング制御装置に、ノックセンサ、ノ
ッキング周波数分析手段、判定基準発生手段及び周波数
分析ノッキング判定手段を設ける。前記ノックセンサは
前記エンジンのノッキングを検出する。
【０００７】前記ノッキング周波数分析手段は前記ノッ
クセンサからのノッキング信号の周波数分析をピストン
の上死点間の所定計測時間内で行う。前記判定基準発生
手段は前記ノッキング周波数分析手段で分析された前記
ノッキング信号のピーク周波数を中心とした一定幅のパ
ワーレベルの平均値から形成されたノッキングの判定レ
ベルを判定基準として発生する。
クセンサからのノッキング信号の周波数分析をピストン
の上死点間の所定計測時間内で行う。前記判定基準発生
手段は前記ノッキング周波数分析手段で分析された前記
ノッキング信号のピーク周波数を中心とした一定幅のパ
ワーレベルの平均値から形成されたノッキングの判定レ
ベルを判定基準として発生する。
【０００８】前記周波数分析ノッキング判定手段は前記
エンジンの通常運転状態におけるノックセンサからの信
号の周波数分析されたパワーレベルと前記判定基準発生
手段の判定基準とを比較しこれを越えるとノッキングの
発生と判断する。また前記ノッキング周波数分析手段
は、前記所定計測時間内を複数の等間隔に分けた観測区
間のそれぞれにおいて、少なくとも共通の分解能、共通
のポイント数、共通の演算時間でノックセンサの信号の
周波数分析を連続的に行うようにしてもよい。
エンジンの通常運転状態におけるノックセンサからの信
号の周波数分析されたパワーレベルと前記判定基準発生
手段の判定基準とを比較しこれを越えるとノッキングの
発生と判断する。また前記ノッキング周波数分析手段
は、前記所定計測時間内を複数の等間隔に分けた観測区
間のそれぞれにおいて、少なくとも共通の分解能、共通
のポイント数、共通の演算時間でノックセンサの信号の
周波数分析を連続的に行うようにしてもよい。
【０００９】さらに前記ノッキング周波数分析手段は、
前記所定計測時間内を複数の等間隔に分けた観測区間に
加え該観測区間の隣接部をまたいで設けられた複数の前
記等間隔の観測区間において、少なくとも共通の分解
能、共通のポイント数、共通の演算時間でノックセンサ
の信号の周波数分析を連続的に行うようにしてもよい。
前記所定計測時間内を複数の等間隔に分けた観測区間に
加え該観測区間の隣接部をまたいで設けられた複数の前
記等間隔の観測区間において、少なくとも共通の分解
能、共通のポイント数、共通の演算時間でノックセンサ
の信号の周波数分析を連続的に行うようにしてもよい。
【００１０】
【作用】本発明のノッキング制御装置によれば、前記ノ
ックセンサによって前記エンジンのノッキング信号が検
出され、前記ノッキング周波数分析手段によって前記ノ
ックセンサからのノッキング信号の周波数分析がピスト
ンの上死点間でクランク角により定まる所定計測時間内
で行われる。前記判定基準発生手段によって前記ノッキ
ング周波数分析手段で分析された前記ノッキング信号の
ピーク周波数を中心とした一定幅のパワーレベルを各気
筒毎の複数の計測区間の平均値から形成されたノッキン
グの判定レベルが各気筒毎に判定基準として発生する。
前記周波数分析ノッキング判定手段によって前記エンジ
ンの通常運転状態におけるノックセンサからの信号の周
波数分析されたパワーレベルと前記判定基準発生手段の
判定基準とが比較されこれを越えるとノッキングの発生
と判断される。したがって、エンジン気筒によるノッキ
ング信号のばらつきが大きくても容易に対応でき、少々
のノイズの混入による誤動作もなくなる。
ックセンサによって前記エンジンのノッキング信号が検
出され、前記ノッキング周波数分析手段によって前記ノ
ックセンサからのノッキング信号の周波数分析がピスト
ンの上死点間でクランク角により定まる所定計測時間内
で行われる。前記判定基準発生手段によって前記ノッキ
ング周波数分析手段で分析された前記ノッキング信号の
ピーク周波数を中心とした一定幅のパワーレベルを各気
筒毎の複数の計測区間の平均値から形成されたノッキン
グの判定レベルが各気筒毎に判定基準として発生する。
前記周波数分析ノッキング判定手段によって前記エンジ
ンの通常運転状態におけるノックセンサからの信号の周
波数分析されたパワーレベルと前記判定基準発生手段の
判定基準とが比較されこれを越えるとノッキングの発生
と判断される。したがって、エンジン気筒によるノッキ
ング信号のばらつきが大きくても容易に対応でき、少々
のノイズの混入による誤動作もなくなる。
【００１１】また前記ノッキング周波数分析手段によっ
て、前記所定計測時間内を複数の等間隔に分けた観測区
間のそれぞれにおいて、少なくとも共通の分解能、共通
のポイント数、共通の演算時間でノックセンサの信号の
周波数分析が連続的に行われることにより、前記ノッキ
ング周波数分析手段の必要な性能を確保しつつノッキン
グの発生条件に適合して周波数の分析を行うことができ
るようになる。さらに前記ノッキング周波数分析手段に
よって、前記所定計測時間内を複数の等間隔に分けた観
測区間に加え該観測区間の隣接部をまたいで設けられた
複数の前記等間隔の観測区間において、少なくとも共通
の分解能、共通のポイント数、共通の演算時間でノック
センサの信号の周波数分析が連続的に行われることによ
り、ノッキングの発生を漏れなく検出できるようにな
り、検出能力の向上が図れる。
て、前記所定計測時間内を複数の等間隔に分けた観測区
間のそれぞれにおいて、少なくとも共通の分解能、共通
のポイント数、共通の演算時間でノックセンサの信号の
周波数分析が連続的に行われることにより、前記ノッキ
ング周波数分析手段の必要な性能を確保しつつノッキン
グの発生条件に適合して周波数の分析を行うことができ
るようになる。さらに前記ノッキング周波数分析手段に
よって、前記所定計測時間内を複数の等間隔に分けた観
測区間に加え該観測区間の隣接部をまたいで設けられた
複数の前記等間隔の観測区間において、少なくとも共通
の分解能、共通のポイント数、共通の演算時間でノック
センサの信号の周波数分析が連続的に行われることによ
り、ノッキングの発生を漏れなく検出できるようにな
り、検出能力の向上が図れる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の第１の実施例に係るノッキン
グ制御装置を示す図である。本図に示すノッキング制御
装置は、ノッキングを検出するためにエンジンに取り付
けられている、例えば圧電素子からなるノックセンサ１
と、該ノックセンサ１からのアナログ信号に帯域制限を
かけ折り返しノイズの混入を防ぐためのＬＰＦ１１と、
該ＬＰＦの出力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器５（Analog to Digital Converter)と、該Ａ／Ｄ
変換器５によりディジタル信号に変換されたノッキング
信号の周波数を高速フーリエ変換（Fast Fourier Trans
formation)により周波数分析するノッキング周波数分析
手段６と、エンジンのピストンの上死点に対する相対位
置を検出するクランク角センサ７と、該クランク角セン
サ７によるクランク角にもとづき前記Ａ／Ｄ変換器５及
びノッキング周波数分析手段６を同期させるサンプリン
グ信号を供給するサンプリング信号供給手段８と、前記
ノッキング周波数分析手段６に基づきノッキング信号の
ノッキング周波数ｆo 、ノッキング信号のみを通過させ
るためにフィルタリングするノッキング周波数帯幅Δ
ｆ、信号にレベルからノッキング信号と判定するノッキ
ング判定レベルｖを形成する周波数分析による判定基準
発生手段９と、該周波数分析による判定基準発生手段９
によりノッキング周波数分析手段６の周波数分析結果を
判定してノックセンサ１にノッキング信号が含まれてい
るかを判定する周波数分析ノッキング判定手段１０と、
該周波数分析ノッキング判定手段１０によりノッキング
発生と判断されたらスパークプラグの火花を飛ばす点火
時期を操作してノッキングを制御する点火時期操作手段
４とを含む。なおノッキング周波数分析手段６はＤＳＰ
（Digital Signal Processor) により構成される。次に
サンプリング信号供給手段８について説明する。
説明する。図１は本発明の第１の実施例に係るノッキン
グ制御装置を示す図である。本図に示すノッキング制御
装置は、ノッキングを検出するためにエンジンに取り付
けられている、例えば圧電素子からなるノックセンサ１
と、該ノックセンサ１からのアナログ信号に帯域制限を
かけ折り返しノイズの混入を防ぐためのＬＰＦ１１と、
該ＬＰＦの出力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器５（Analog to Digital Converter)と、該Ａ／Ｄ
変換器５によりディジタル信号に変換されたノッキング
信号の周波数を高速フーリエ変換（Fast Fourier Trans
formation)により周波数分析するノッキング周波数分析
手段６と、エンジンのピストンの上死点に対する相対位
置を検出するクランク角センサ７と、該クランク角セン
サ７によるクランク角にもとづき前記Ａ／Ｄ変換器５及
びノッキング周波数分析手段６を同期させるサンプリン
グ信号を供給するサンプリング信号供給手段８と、前記
ノッキング周波数分析手段６に基づきノッキング信号の
ノッキング周波数ｆo 、ノッキング信号のみを通過させ
るためにフィルタリングするノッキング周波数帯幅Δ
ｆ、信号にレベルからノッキング信号と判定するノッキ
ング判定レベルｖを形成する周波数分析による判定基準
発生手段９と、該周波数分析による判定基準発生手段９
によりノッキング周波数分析手段６の周波数分析結果を
判定してノックセンサ１にノッキング信号が含まれてい
るかを判定する周波数分析ノッキング判定手段１０と、
該周波数分析ノッキング判定手段１０によりノッキング
発生と判断されたらスパークプラグの火花を飛ばす点火
時期を操作してノッキングを制御する点火時期操作手段
４とを含む。なおノッキング周波数分析手段６はＤＳＰ
（Digital Signal Processor) により構成される。次に
サンプリング信号供給手段８について説明する。
【００１３】図２はエンジン回転数とノッキング信号計
測時間との関係を示す図であり、図３はサンプリング信
号の供給制御を示す図である。図２に示すように、エン
ジンのピストンのシリンダ内の往復運動で最も上にきた
位置である上死点（ＴＤＣ）の間において、ノッキング
が生じ、このノッキングが発生する発生区間はクランク
角で定まり、エンジンの回転数が小さい例えば１０００
ｒｐｍでは（本図（ａ）参照）ノッキング発生区間は長
く、その回転数が大きく例えば６０００ｒｐｍでは（本
図（ｂ）参照）ノッキング発生区間は短くなる。したが
ってノッキングの検出するためにはエンジンの回転数が
小さい場合には、ノッキングを計測するノッキング計測
時間を長くとる必要がある。逆にエンジン回転数が大き
い場合には、ノッキング計測時間を短くする必要があ
る。サンプリング信号供給手段８ではクランク角センサ
７からのクランク角から、図３（ａ）に示すように、上
死点（ＴＤＣ）を求め、上死点間隔から、図３（ｂ）に
示すように、ノッキング計測時間を決定し、決定された
ノッキング時間内に、図３（ｃ）に示すように、前記Ａ
／Ｄ変換器５及びノッキング周波数分析手段６へ一定周
期のサンプリング信号を供給する。次に周波数分析によ
るノッキング発生判定を以下に説明する。
測時間との関係を示す図であり、図３はサンプリング信
号の供給制御を示す図である。図２に示すように、エン
ジンのピストンのシリンダ内の往復運動で最も上にきた
位置である上死点（ＴＤＣ）の間において、ノッキング
が生じ、このノッキングが発生する発生区間はクランク
角で定まり、エンジンの回転数が小さい例えば１０００
ｒｐｍでは（本図（ａ）参照）ノッキング発生区間は長
く、その回転数が大きく例えば６０００ｒｐｍでは（本
図（ｂ）参照）ノッキング発生区間は短くなる。したが
ってノッキングの検出するためにはエンジンの回転数が
小さい場合には、ノッキングを計測するノッキング計測
時間を長くとる必要がある。逆にエンジン回転数が大き
い場合には、ノッキング計測時間を短くする必要があ
る。サンプリング信号供給手段８ではクランク角センサ
７からのクランク角から、図３（ａ）に示すように、上
死点（ＴＤＣ）を求め、上死点間隔から、図３（ｂ）に
示すように、ノッキング計測時間を決定し、決定された
ノッキング時間内に、図３（ｃ）に示すように、前記Ａ
／Ｄ変換器５及びノッキング周波数分析手段６へ一定周
期のサンプリング信号を供給する。次に周波数分析によ
るノッキング発生判定を以下に説明する。
【００１４】図４は周波数分析によるノッキング発生を
判定するための判定基準を作成するフローチャートであ
り、図５は周波数分析によるノッキング発生の判定を示
すフローチャートである。図４におけるステップ１にお
いて判定基準の更新要求があるかを判断する。この判定
基準更新はエンジンのノッキング発生試験時等に行われ
る。
判定するための判定基準を作成するフローチャートであ
り、図５は周波数分析によるノッキング発生の判定を示
すフローチャートである。図４におけるステップ１にお
いて判定基準の更新要求があるかを判断する。この判定
基準更新はエンジンのノッキング発生試験時等に行われ
る。
【００１５】ステップ２において、判定基準の更新要求
があると、ノッキング周波数分析手段６からノッキング
信号の周波数分析データに基づき、ノッキング信号のピ
ーク周波数ｆo を決定する。ステップ３において、決定
されたピーク周波数ｆo に対して、例えばＦＦＴによる
周波数分解能の数倍の幅Δｆを、ノッキング発生を判定
するノッキング判定周波数幅と決定する。
があると、ノッキング周波数分析手段６からノッキング
信号の周波数分析データに基づき、ノッキング信号のピ
ーク周波数ｆo を決定する。ステップ３において、決定
されたピーク周波数ｆo に対して、例えばＦＦＴによる
周波数分解能の数倍の幅Δｆを、ノッキング発生を判定
するノッキング判定周波数幅と決定する。
【００１６】ステップ４において、このように決定され
たノッキング判定周波数幅において、ノッキング信号の
レベルの平均値を求め、この平均値の定数倍をノッキン
グ判定レベルｖと決定する。以上のようにして決定され
たノッキング判定レベルｖは判定基準発生手段９に設定
される。図５におけるステップ１１において、所定時間
内で計測されたＡ／Ｄ変換器５からのディジタル信号を
ノッキング周波数分析手段６により周波数分析する。
たノッキング判定周波数幅において、ノッキング信号の
レベルの平均値を求め、この平均値の定数倍をノッキン
グ判定レベルｖと決定する。以上のようにして決定され
たノッキング判定レベルｖは判定基準発生手段９に設定
される。図５におけるステップ１１において、所定時間
内で計測されたＡ／Ｄ変換器５からのディジタル信号を
ノッキング周波数分析手段６により周波数分析する。
【００１７】ステップ１２において、後述する記憶手段
６１に上記所定計測時間毎に一時記憶する。該記憶手段
６１はノッキング周波数分析手段６の後段に内蔵するよ
うにしてもよい。ステップ１３において、前記判定基準
発生手段９に設定されたノッキング発生の判定基準値と
ノッキング信号の周波数分析結果と比較し、判定基準値
を超過するかを判断する。
６１に上記所定計測時間毎に一時記憶する。該記憶手段
６１はノッキング周波数分析手段６の後段に内蔵するよ
うにしてもよい。ステップ１３において、前記判定基準
発生手段９に設定されたノッキング発生の判定基準値と
ノッキング信号の周波数分析結果と比較し、判定基準値
を超過するかを判断する。
【００１８】ステップ１４において、ステップ１３で判
定基準値を超過すれば、周波数分析ノッキング判定手段
１０から点火時期操作手段４に対して点火時期を調整す
る制御を行う信号を送出する。ステップ１５において、
エンジン状態等によるノッキング防止要求の有無を判断
し該要求がある限り上記手順を繰り返す。
定基準値を超過すれば、周波数分析ノッキング判定手段
１０から点火時期操作手段４に対して点火時期を調整す
る制御を行う信号を送出する。ステップ１５において、
エンジン状態等によるノッキング防止要求の有無を判断
し該要求がある限り上記手順を繰り返す。
【００１９】なおステップ１３では、判定基準値を超過
しない場合にはステップ１１に戻りる。以上本実施例に
よれば、エンジン気筒による信号のばらつきが大きくて
も容易に対応でき、少々のノイズの混入による誤動作も
なくなる。次にノッキング周波数分析手段６の条件設定
について説明する。このため以下の事項の検討が必要に
なる。すなわちエンジン回転数に反比例して計測時間が
短くなるため、一定のサンプリング周波数にすればノッ
キング周波数分析手段６の高速フーリエ変換のポイント
数が変化することになる。他方高速フーリエ変換のポイ
ント数を一定にすればサンプリング周波数が変化するこ
とになる。前者の場合にはあまり高速フーリエ変換のポ
イント数が大きくなれば計算時間が増大しリアルタイム
処理が苦しくなり、さらに一般的にはポイント数２
n （ｎ：整数）でフーリエ変換を行うため、中途半端な
データ数には対応しにくい。後者の場合には、高速フー
リエ変換の分解能が変化し、サンプリング周波数が高す
ぎたり、低すぎたりすれば必要な信号が検出されなくな
る。そこで必要な性能を保ったまま高速フーリエ変換の
処理ができる必要がある。以下にこれを説明する。
しない場合にはステップ１１に戻りる。以上本実施例に
よれば、エンジン気筒による信号のばらつきが大きくて
も容易に対応でき、少々のノイズの混入による誤動作も
なくなる。次にノッキング周波数分析手段６の条件設定
について説明する。このため以下の事項の検討が必要に
なる。すなわちエンジン回転数に反比例して計測時間が
短くなるため、一定のサンプリング周波数にすればノッ
キング周波数分析手段６の高速フーリエ変換のポイント
数が変化することになる。他方高速フーリエ変換のポイ
ント数を一定にすればサンプリング周波数が変化するこ
とになる。前者の場合にはあまり高速フーリエ変換のポ
イント数が大きくなれば計算時間が増大しリアルタイム
処理が苦しくなり、さらに一般的にはポイント数２
n （ｎ：整数）でフーリエ変換を行うため、中途半端な
データ数には対応しにくい。後者の場合には、高速フー
リエ変換の分解能が変化し、サンプリング周波数が高す
ぎたり、低すぎたりすれば必要な信号が検出されなくな
る。そこで必要な性能を保ったまま高速フーリエ変換の
処理ができる必要がある。以下にこれを説明する。
【００２０】図６はノッキング周波数分析手段の後段に
設けられる記憶手段に記憶される周波数分析データを記
憶し、そのデータの調整をする構成を示す図であり、図
７は高速高速フーリエ変換を複数の観測区間に分けて連
続的に行う周波数分析を示す図であり、図８は記憶手段
に記憶される周波数分析データを示す図である。図６に
示す第１の記憶手段６１は高速フーリエ変換で周波数分
析された結果を記憶して、前記周波数分析ノッキング判
定手段１０に出力する。ノッキング周波数分析手段６で
は、必要な高速フーリエ変換の必要な分解能、演算時間
ｔと基に、サンプリング周波数、ポイント数が決定され
る。例えばサンプリング周波数ｆs ＝３５ＫＨｚ、ポイ
ント数Ｎ＝６４とすると、分解能は０．５５ＫＨｚ、高
速フーリエ変換の観測区間すなわち周波数分析演算可能
時間ｔは１．８３ミリ秒になる。図６に示すように、ノ
ッキング計測時間Ｔが長い場合には、高速フーリエ変換
の全ポイント数のうち０から６３ポイントのデータを
１．８３ミリ秒間以内の時間で周波数分析演算され、次
には６４から１２７ポイントのデータを同様に周波数分
析演算され、これが連続的に行われる。そして各観測区
間で得られた周波数分析の結果は、図８に示すように、
１．８３ミリ秒毎にデータＡ、Ｂ、Ｃ、…と記憶手段６
１に記憶される。そして各観測区間で周波数分析ノッキ
ング判定手段１０によりノッキングの発生が判定され
る。かくして必要な分解能、演算時間を確保しつつ、所
定ノッキング計測時間Ｔ内のノッキングを確実に検出で
きる。
設けられる記憶手段に記憶される周波数分析データを記
憶し、そのデータの調整をする構成を示す図であり、図
７は高速高速フーリエ変換を複数の観測区間に分けて連
続的に行う周波数分析を示す図であり、図８は記憶手段
に記憶される周波数分析データを示す図である。図６に
示す第１の記憶手段６１は高速フーリエ変換で周波数分
析された結果を記憶して、前記周波数分析ノッキング判
定手段１０に出力する。ノッキング周波数分析手段６で
は、必要な高速フーリエ変換の必要な分解能、演算時間
ｔと基に、サンプリング周波数、ポイント数が決定され
る。例えばサンプリング周波数ｆs ＝３５ＫＨｚ、ポイ
ント数Ｎ＝６４とすると、分解能は０．５５ＫＨｚ、高
速フーリエ変換の観測区間すなわち周波数分析演算可能
時間ｔは１．８３ミリ秒になる。図６に示すように、ノ
ッキング計測時間Ｔが長い場合には、高速フーリエ変換
の全ポイント数のうち０から６３ポイントのデータを
１．８３ミリ秒間以内の時間で周波数分析演算され、次
には６４から１２７ポイントのデータを同様に周波数分
析演算され、これが連続的に行われる。そして各観測区
間で得られた周波数分析の結果は、図８に示すように、
１．８３ミリ秒毎にデータＡ、Ｂ、Ｃ、…と記憶手段６
１に記憶される。そして各観測区間で周波数分析ノッキ
ング判定手段１０によりノッキングの発生が判定され
る。かくして必要な分解能、演算時間を確保しつつ、所
定ノッキング計測時間Ｔ内のノッキングを確実に検出で
きる。
【００２１】なお、図７においてノッキング周波数分析
手段６の全数ポイントを複数に観測区間に分割してその
残りの端数部分（上記の例では６４ポイント以下の区
間）のデータは周波数分析をしないつまりノッキングの
検出を行わないか又は零のデータを入れて周波数分析を
行い、その結果でノッキングの検出を行うかどちらかの
処理とする。
手段６の全数ポイントを複数に観測区間に分割してその
残りの端数部分（上記の例では６４ポイント以下の区
間）のデータは周波数分析をしないつまりノッキングの
検出を行わないか又は零のデータを入れて周波数分析を
行い、その結果でノッキングの検出を行うかどちらかの
処理とする。
【００２２】さらに図６に示すように、周波数分析演算
時間ｔの端数により第１の記憶手段６１に記憶されるデ
ータを調整する第２のデータ補正手段６２をノッキング
周波数分析手段６に設けてもよい。ノッキング計測時間
Ｔが周波数分析演算時間ｔで分割された場合の端数時間
（上記例では１．８３ミリ秒以下の時間）のデータ（図
８におけるデータＧ）は、サンプリング信号供給手段８
からのタイミング信号に基づき、周波数分析をしないか
つまりノッキングの検出を行わないか又は零のデータを
入れて周波数分析を行い、その結果でノッキングの検出
を行うかどちらかの処理とする。
時間ｔの端数により第１の記憶手段６１に記憶されるデ
ータを調整する第２のデータ補正手段６２をノッキング
周波数分析手段６に設けてもよい。ノッキング計測時間
Ｔが周波数分析演算時間ｔで分割された場合の端数時間
（上記例では１．８３ミリ秒以下の時間）のデータ（図
８におけるデータＧ）は、サンプリング信号供給手段８
からのタイミング信号に基づき、周波数分析をしないか
つまりノッキングの検出を行わないか又は零のデータを
入れて周波数分析を行い、その結果でノッキングの検出
を行うかどちらかの処理とする。
【００２３】以上の説明では、ノッキング周波数分析手
段６において高速フーリエ変換を複数の観測区間を設け
て分析を行っていたが、これを一観測区間とし処理容量
の低減を図り、さらに第１の記憶手段の容量もこの一観
測区間だけの周波数分析結果を記憶できるように専用に
してもよい。以上はノッキング計測時間Ｔを複数の周波
数分析演算時間ｔに分けて各周波数分析演算時間ｔでの
ノッキング発生を検出するものであるが、隣接する周波
数分析時間の境界でノッキングが発生すると、双方にノ
ッキング信号のパワ−レベルが分散しノッキングが検出
されないモードが生じる。以下にこの防止を説明する。
段６において高速フーリエ変換を複数の観測区間を設け
て分析を行っていたが、これを一観測区間とし処理容量
の低減を図り、さらに第１の記憶手段の容量もこの一観
測区間だけの周波数分析結果を記憶できるように専用に
してもよい。以上はノッキング計測時間Ｔを複数の周波
数分析演算時間ｔに分けて各周波数分析演算時間ｔでの
ノッキング発生を検出するものであるが、隣接する周波
数分析時間の境界でノッキングが発生すると、双方にノ
ッキング信号のパワ−レベルが分散しノッキングが検出
されないモードが生じる。以下にこの防止を説明する。
【００２４】図９はノッキング周波数分析手段の前段に
設けられる第２の記憶手段に記憶されるデータの調整を
する構成を示す図であり、図１０は第２の記憶手段に記
憶されるデータのノッキング周波数分析への出力状況を
示す図である。図９に示す第２の記憶手段６３は、Ａ／
Ｄ変換器５からのディジタル信号を記憶し所定時間内に
記憶したデータをノッキング周波数分析手段６へ送出し
周波数の分析を行わせしめる。さらに図９に示す第２の
データ補正手段６４は、第２の記憶手段６３からノッキ
ング周波数分析手段６へ出力するデータを調整する。す
なわち第２の記憶手段６３では、サンプリング信号供給
手段８からのタイミング信号に基づき、図１０に示すよ
うに、ノッキング計測時間内において、前記第２の記憶
されたデータを周波数分析演算時間ｔ毎に分けた、
、データ等のグループＩと、グループＩのデータの
最初のデータを周波数分析時間ｔの１／２だけ遅らして
周波数分析演算時間ｔ毎に分けた、、データ等の
グループIIに形成する。そして、第２の記憶手段６３か
らノッキング周波数分析手段６へは、、、、、
、データ等の順番に送出する。
設けられる第２の記憶手段に記憶されるデータの調整を
する構成を示す図であり、図１０は第２の記憶手段に記
憶されるデータのノッキング周波数分析への出力状況を
示す図である。図９に示す第２の記憶手段６３は、Ａ／
Ｄ変換器５からのディジタル信号を記憶し所定時間内に
記憶したデータをノッキング周波数分析手段６へ送出し
周波数の分析を行わせしめる。さらに図９に示す第２の
データ補正手段６４は、第２の記憶手段６３からノッキ
ング周波数分析手段６へ出力するデータを調整する。す
なわち第２の記憶手段６３では、サンプリング信号供給
手段８からのタイミング信号に基づき、図１０に示すよ
うに、ノッキング計測時間内において、前記第２の記憶
されたデータを周波数分析演算時間ｔ毎に分けた、
、データ等のグループＩと、グループＩのデータの
最初のデータを周波数分析時間ｔの１／２だけ遅らして
周波数分析演算時間ｔ毎に分けた、、データ等の
グループIIに形成する。そして、第２の記憶手段６３か
らノッキング周波数分析手段６へは、、、、、
、データ等の順番に送出する。
【００２５】図１１は隣接した周波数分析演算時間での
ノッキング発生の検知を説明する図である。本図
（ａ）、（ｂ）は図１０の及びのデータの周波数分
析の結果であるスペクトルを示し、本図（ｃ）はのデ
ータの周波数分析の結果であるスペクトルを示す。及
びのデータを取り込む境界の時間でノッキングが発生
すると、前述のようにパワーレベルが双方に分散され
て、周波数分析ノッキング判定手段１０では、それらの
スペクトルでのピーク周波数ｆo のパワーレベルはノッ
キングを判定する判定レベルｖを越えず、ノッキングの
発生を検知できない。しかしながら、のデータのスペ
クトルでのピーク周波数ｆo のパワーレベルは前記判定
レベルｖを越えノッキングの発生を検知できることにな
る。
ノッキング発生の検知を説明する図である。本図
（ａ）、（ｂ）は図１０の及びのデータの周波数分
析の結果であるスペクトルを示し、本図（ｃ）はのデ
ータの周波数分析の結果であるスペクトルを示す。及
びのデータを取り込む境界の時間でノッキングが発生
すると、前述のようにパワーレベルが双方に分散され
て、周波数分析ノッキング判定手段１０では、それらの
スペクトルでのピーク周波数ｆo のパワーレベルはノッ
キングを判定する判定レベルｖを越えず、ノッキングの
発生を検知できない。しかしながら、のデータのスペ
クトルでのピーク周波数ｆo のパワーレベルは前記判定
レベルｖを越えノッキングの発生を検知できることにな
る。
【００２６】本実施例によれば、周波数分析を行う区間
を重ねるので、区間の区切りの位置にノッキングの発生
が生じなくなるため、ノッキング発生の検知能力を向上
できる。
を重ねるので、区間の区切りの位置にノッキングの発生
が生じなくなるため、ノッキング発生の検知能力を向上
できる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ンジンの通常運転状態におけるノックセンサからの信号
の周波数分析されたパワーレベルと前記判定基準発生手
段の判定基準とを比較しこれを越えるとノッキングの発
生と判断するようにしたので、エンジン気筒によるノッ
キング信号のばらつきが大きくても容易に対応でき、少
々のノイズの混入による誤動作もなくなる。
ンジンの通常運転状態におけるノックセンサからの信号
の周波数分析されたパワーレベルと前記判定基準発生手
段の判定基準とを比較しこれを越えるとノッキングの発
生と判断するようにしたので、エンジン気筒によるノッ
キング信号のばらつきが大きくても容易に対応でき、少
々のノイズの混入による誤動作もなくなる。
【図１】本発明の第１の実施例に係るノッキング制御装
置を示す図である。
置を示す図である。
【図２】エンジン回転数とノッキング信号計測時間との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図３】サンプリング信号の供給制御を示す図である。
【図４】周波数分析によるノッキング発生を判定するた
めの判定基準を作成するフローチャートである。
めの判定基準を作成するフローチャートである。
【図５】周波数分析によるノッキング発生の判定を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図６】ノッキング周波数分析手段の後段に設けられる
第１の記憶手段に記憶される周波数分析データを記憶
し、そのデータの調整をする構成を示す図である。
第１の記憶手段に記憶される周波数分析データを記憶
し、そのデータの調整をする構成を示す図である。
【図７】高速高速フーリエ変換を複数の観測区間に分け
て連続的に行う周波数分析を示す図である。
て連続的に行う周波数分析を示す図である。
【図８】第１の記憶手段に記憶される周波数分析データ
を示す図である。
を示す図である。
【図９】ノッキング周波数分析手段の前段に設けられる
第２の記憶手段に記憶されるデータの調整をする構成を
示す図である。
第２の記憶手段に記憶されるデータの調整をする構成を
示す図である。
【図１０】第２の記憶手段に記憶されるデータのノッキ
ング周波数分析への出力状況を示す図である。
ング周波数分析への出力状況を示す図である。
【図１１】隣接した周波数分析演算時間でのノッキング
発生の検知を説明する図である。
発生の検知を説明する図である。
【図１２】従来のノッキング制御装置を示す図である。
【図１３】ノッキングセンサの周波数帯幅を示す図であ
る。
る。
【図１４】ノッキングの判定レベルを示す図である。
１…ノックセンサ ４…点火時期操作手段 ５…Ａ／Ｄ変換器 ６…ノッキング周波数分析手段 ７…クランク角センサ ８…サンプリング信号供給手段 ９…判定基準発生手段 ６１…第１の記憶手段 ６２…第１のデータ補正手段 ６３…第２の記憶手段 ６４…第２のデータ補正手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−332192（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−130330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−79827（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−253173（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−47449（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−65636（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 23/22 F02D 35/00 368
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンの点火時期を調整してノッキン
グを制御するノッキング制御装置であって、 前記エンジンのノッキングを検出するノックセンサ
（１）と、 前記ノックセンサ（１）からのノッキング信号の周波数
分析をピストンの上死点間の所定計測時間内で行うノッ
キング周波数分析手段（６）と、 前記ノッキング周波数分析手段（６）で分析された前記
ノッキング信号のピーク周波数を中心とした一定幅のパ
ワーレベルの平均値から形成されたノッキングの判定レ
ベルを判定基準として発生する判定基準発生手段（９）
と、 前記エンジンの通常運転状態におけるノックセンサ
（１）からの信号の周波数分析されたパワーレベルと前
記判定基準発生手段（９）の判定基準とを比較しこれを
越えるとノッキングの発生と判断する周波数分析ノッキ
ング判定手段（１０）とを備えることを特徴とするノッ
キング制御装置。 - 【請求項２】 前記ノッキング周波数分析手段（６）
は、前記所定計測時間内を複数の等間隔に分けた観測区
間のそれぞれにおいて、少なくとも共通の分解能、共通
のポイント数、共通の演算時間でノックセンサ（１）の
信号の周波数分析を連続的に行う請求項１記載のノッキ
ング制御装置。 - 【請求項３】 前記ノッキング周波数分析手段（６）
は、前記所定計測時間内を複数の等間隔に分けた観測区
間に加え、該観測区間の隣接部をまたいで設けられた複
数の前記等間隔の観測区間において、少なくとも共通の
分解能、共通のポイント数、共通の演算時間でノックセ
ンサ（１）の信号の周波数分析を連続的に行う請求項１
記載のノッキング制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04157939A JP3098104B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | ノッキング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04157939A JP3098104B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | ノッキング制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063214A JPH063214A (ja) | 1994-01-11 |
| JP3098104B2 true JP3098104B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=15660779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04157939A Expired - Fee Related JP3098104B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | ノッキング制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3098104B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009275521A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の制御装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101969908B1 (ko) * | 2017-12-28 | 2019-08-13 | 주식회사 현대케피코 | 엔진 노킹 캘리브레이션 시스템 및 방법 |
-
1992
- 1992-06-17 JP JP04157939A patent/JP3098104B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009275521A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の制御装置 |
| DE102008053132A1 (de) | 2008-05-12 | 2009-12-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Steuerapparat für einen Verbrennungsmotor |
| US7788022B2 (en) | 2008-05-12 | 2010-08-31 | Mitsubishi Electric Corporation | Control apparatus for internal combustion engine |
| JP4550917B2 (ja) * | 2008-05-12 | 2010-09-22 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH063214A (ja) | 1994-01-11 |
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|---|---|---|---|
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