JP3954679B2 - Knock detection method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に発生するノッキング現象を検出するための、ノッキング検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、内燃機関に発生するノッキング現象による振動などを、振動計により検出してノッキング検出信号を出力し、このノッキング検出信号をフィルター回路に通すことで、低周波及び高周波のノイズ成分を除去し、特定の周波数のノッキング周波数成分のみを通過させ、その後、時間ゲートを通して、ある一定時期の検出信号のみを取り出して、その検出信号の波形の大小によってノッキング判定を行う技術は公知となっている。例えば、特公平7−13507公報に記載されている如くである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来は一つの振動計にて、複数の気筒、例えば3気筒から4気筒程度のノッキング振動を検出していたので、各気筒から振動計までの距離がそれぞれ異なり、各気筒で発生しているノッキング強度が同じであったとしても、振動計で検出される信号の大きさはそれぞれ違う値となっていた。
また、エンジンに掛かっている負荷の大きさが異なると、ノッキングが発生した場合に生じる振動の大きさが違ってくるので、ノッキングが発生しているにもかかわらず、振動計が検出した信号ではノッキングが発生していないと判定されてしまうといった不具合があった。
そこで本発明は、複数の気筒のノッキング振動を、一つのノッキングセンサで検出しつつ、各気筒間の検出信号の大きさを均一に検出し、負荷の大きさが異なった場合でも均一に振動を検出して、正確なノッキング判定を行うことができるノッキング検出方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【0005】
請求項1においては、内燃機関の複数の気筒において発生するノッキング現象による振動を、一つのノッキングセンサにより検出しつつ、各気筒の検出信号の大きさを均一に検出し、負荷の大きさが異なった場合でも均一に振動を検出して、ノッキング判定を行うことができるノッキング検出方法であって、一つのノッキングセンサの検出信号(8)を、特定時期に発生した振動のみを通過させる時間ゲートと、特定周波数の振動のみを通過させるバンドパスフィルタとを一組としたフィルタ回路(15)を通過させ、これにより得られた燃焼信号(10)とノッキング信号(9)を用いてノッキング判定を行い、前記フィルタ回路(15)を複数組使用してノッキング振動を検出すべく構成し、該複数設けた前記フィルタ回路(15)の時間ゲートを、燃焼部時間ゲート(2a・2a・・・)とノッキング部時間ゲート(2b・2b・・・)で構成し、該燃焼部時間ゲート(2a・2a・・・)は、検出信号(8)のうち、ノッキングの発生時期の前部にある燃焼時期(T1)に検出された燃焼部信号(8a)のみを通過させるように構成し、該ノッキング部時間ゲート(2b)は、検出信号(8)のうち、ノッキング発生時期(T2)に検出されたノッキング部信号(8b)のみを通過させるように構成し、前記燃焼部時間ゲート(2a)を通過した燃焼部信号を、気筒内の加振周波数成分のみを通過させる燃焼部バンドパスフィルタ(3a)を通過させ、前記ノッキング部時間ゲート(2b・2b・・・)を通過したノッキング部信号を、ノッキング周波数の成分のみを通過させるノッキング部バンドパスフィルタ(3b)を通過させ、前記ノッキング部時間ゲート(2b)及びノッキング部バンドパスフィルタ(3b)を通過したノッキング信号(9)の代表値と、前記燃焼部時間ゲート(2a)及び燃焼部バンドパスフィルタ(3a)を通過した燃焼信号(10)の代表値との比を算出し、この算出値をノッキング判定に用いるものである。
【0006】
請求項2においては、請求項1記載のノッキング検出方法において、前記ノッキング部時間ゲート(2b)及びノッキング部バンドパスフィルタ(3b)を通過したノッキング信号(9)の最大値(A2)と、燃焼部時間ゲート(2a)及び燃焼部バンドパスフィルタ(3a)を通過した燃焼信号(10)の最大値(A2)との比を算出して、判定検出値(12)とするものである。
【0007】
請求項3においては、請求項1記載のノッキング検出方法において、前記ノッキング部時間ゲート(2b)及びノッキング部バンドパスフィルタ(3b)を通過したノッキング信号(9)の実効値(B2)と、燃焼部時間ゲート(2a)及び燃焼部バンドパスフィルタ(3a)を通過した燃焼信号(10)の実効値(B1)との比を算出して、判定検出値(12’)とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
【0009】
図1は、本発明のノッキング検出方法の全体構成を示すブロック図、図2はクランク角度と筒内圧力及び振動加速度の関係を示す図、図3はノッキング部フィルターのカットオフ周波数を示す図、図4は燃焼部フィルターのカットオフ周波数を示す図、図5は判定検出値の算出方法の実施例を示すブロック図、図6は同じく別実施例を示すブロック図である。
【0010】
まず、本発明のノッキング検出方法の全体構成について、図1乃至図4を用いて説明する。
ノッキングセンサにより検出した、内燃機関(ディーゼル機関を除く)に発生するノッキング現象などによる振動が、ノッキングセンサによりアナログ信号として検出され、この検出信号8がA/D変換器1によってデジタル信号に変換される。
デジタル信号に変換された検出信号8は、一定の時期に発生した信号のみを通過させる時間ゲートを通過するが、時間ゲートは燃焼部時間ゲート2a・2a・・・と、ノッキング部時間ゲート2b・2b・・・とで構成している。
【0011】
前記燃焼部時間ゲート2a・2a・・・を通過した燃焼部信号8aは、その後、燃焼部バンドパスフィルタ(以後、「燃焼部フィルタ」と呼ぶ)3aに通されて、一定の周波数より低周波及び高周波のノイズ成分を除去して、特定の周波数の燃焼信号10のみが通過する。
前記ノッキング部時間ゲート2b・2b・・・を通過したノッキング部信号8bは、その後ノッキング部バンドパスフィルタ(以後、「ノッキング部フィルタ」と呼ぶ)3bに通されて、一定の周波数より低周波及び高周波のノイズ成分を除去して、特定の周波数のノッキング信号9のみが通過するのである。
【0012】
そして、燃焼部バンドパスフィルタ3a、及びノッキング部バンドパスフィルタ3bを通過した燃焼信号10、及びノッキング信号9は、演算装置4によって演算処理され、予め設定しておいたノッキング判定設定値6に基づいて判定され、D/A変換器5によってアナログ信号に変換されて、判定結果が出力されるのである。
【0013】
また、前記燃焼部時間ゲート2aと、燃焼部バンドパスフィルタ3a及びノッキング部時間ゲート2bと、ノッキング部バンドパスフィルタ3bとで一組のフィルタ回路15を構成しており、一つの気筒からの検出信号に対して一組のフィルタ回路15を通過させるようにしている。
本実施例においては、一つのノッキングセンサにて複数気筒分の振動を検出しており、1つのノッキングセンサに対して1組のフィルタ回路15が対応する。時間ゲート2aを、各気筒の爆発タイミングにて適切に設定することにより、複数気筒のノッキングが検出可能である。ノッキングセンサの数が3つの場合は、3組のフィルタ回路15・15・15を設けている。尚、該フィルタ回路15の数は3組に限るものではなく、ノッキングセンサの数に応じて増減すればよい。
【0014】
前記燃焼部時間ゲート2a・2a・・・は、検出信号8のうち、ノッキングの発生時期の前部にある、燃焼時期T1に検出された燃焼部信号8aのみを通過させるように構成しており、ノッキング部時間ゲート2b・2b・・・は、検出信号8のうち、ノッキング発生時期T2に検出されたノッキング部信号8bのみを通過させるように構成している。
ここで、図2においては、気筒内圧力とクランク角度との関係を表している圧力曲線7及び、振動加速度とクランク角度との関係を表している振動曲線、即ち検出信号8が、示されている。
該検出信号8は発生時期によって、燃焼部信号8aとノッキング部信号8bとに区別され、該燃焼部信号8aは燃焼時期T1において通常の燃焼現象によって生じた振動による信号であり、ノッキング部信号8bはノッキング発生時期T2においてノッキングの発生による振動を含んだ信号である。
【0015】
ノッキング部時間ゲート2bを通過したノッキング部信号8bは、次にノッキング部フィルタ3bを通って、一定の周波数より低周波及び高周波のノイズ成分が除去されて、特定の周波数の検出信号のみが通過する。
即ち、ノッキングによって発生する振動の周波数は、シリンダの直径(ボア)と燃焼温度によって決定されるので、この周波数帯域以外の周波数を除去するように、ノッキング部フィルタ3bの低周波側カットオフ周波数FL及び高周波側カットオフ周波数FHを設定している。
図3に示すように、ノッキング部信号8bは、このノッキング部フィルタ3bを通過して、ノッキングにより発生した周波数成分のみを含んだノッキング信号9となるのである。また、ノッキングが発生しなかった場合にはノッキング信号9’となり、ノッキング発生時期T2において周波数FLと周波数FHとの間の周波数帯域では、振動の発生がほとんどないことを示している。
【0016】
一方、燃焼部時間ゲート2aを通過した燃焼部信号8aは、次に燃焼部フィルタ3aを通って、一定の周波数より低周波及び高周波のノイズ成分が除去されて、特定の周波数の検出信号のみが通過する。即ち、燃焼により生じた振動の検出信号である燃焼部信号8aの内、気筒内で共鳴して加振する周波数成分のみを通過させるように、燃焼部フィルタ3aの低周波側カットオフ周波数FL’及び高周波側カットオフ周波数FH’を設定するのである。
図4に示すように、燃焼部信号8aが燃焼部フィルタ3aを通過することで、該燃焼部信号8aの両端部が切り落とされて、燃焼信号10となるのである。この低周波側カットオフ周波数FL’及び高周波側カットオフ周波数FH’は、気筒の形状や寸法などにより変化するものであるが、本実施例の場合例えば、周波数FL’=300Hz、周波数FH’=20kHzに設定している。尚、該燃焼部フィルタ3aは、特に設けなくとも本件の目的は、達成することが可能である。
【0017】
このようにして、フィルタ回路15を通過させたノッキング信号9(9’)及び燃焼信号10を演算装置4で演算処理し、判定検出値を算出して、該判定検出値をノッキング判定設定値6と比較判定するのである。該判定検出値の算出方法の実施例を図5により説明する。ノッキングセンサにより検出されてデジタル変換された検出信号8は、燃焼部時間ゲート2a及び燃焼部フィルタ3aを通過して燃焼信号10となる。
また、ノッキング部時間ゲート2b及びノッキング部フィルタ3bを通過してノッキング信号9(9’)となる。この燃焼信号10の最大値A1が、演算装置4の計測部11aで計測され、ノッキング信号9(9’)の最大値A2が、演算装置4の計測部11bで計測されるのである。
そして、最大値A1と最大値A2との比を算出して、例えば最大値A2を最大値A1で割った(A2/A1)値を求めて判定検出値12として、該判定検出値12と前記ノッキング判定設定値6と比較判定するのである。
【0018】
次に、判定検出値の算出方法の別実施例を図6により説明する。
ノッキングセンサにより検出されてデジタル変換された検出信号8は、燃焼部時間ゲート2a及び燃焼部フィルタ3aを通過して燃焼信号10となる。
また、ノッキング部時間ゲート2b及びノッキング部フィルタ3bを通過してノッキング信号9(9’)となる。この燃焼信号10の実効値B1が、演算装置4の計測部11’aで計測され、ノッキング信号9(9’)の実効値B2が、演算装置4の計測部11’bで計測されるのである。
そして、実効値B1と実効値B2との比を算出して、例えば実効値B2を実効値B1で割った(B2/B1)値を求めて判定検出値12’として、該判定検出値12’と予め設定しておいたノッキング判定設定値と比較判定するのである。このように、ノッキング信号9(9’)及び燃焼信号10の、最大値や実効値などの代表値を計測し、両値の比を算出して、ノッキング判定設定値と比較判定を行っている。またノッキング信号9(9’)及び燃焼信号10の代表値は、最大値や実効値に限るものではなく、他の値を使用してもよい。
【0019】
同じ強度のノッキングであっても、ノッキングセンサから気筒までの距離が違ったり、エンジンにかかる負荷の大きさが違うと、ノッキングセンサで検出される振動の大きさは異なるので、前記ノッキング信号9のみをノッキング判定設定値と比較判定すると、同強度のノッキングにもかかわらず判定結果が異なってくる場合がある。
しかし、同じ強度のノッキングであって、ノッキングセンサで検出された振動の大きさが異なった場合でも、前記燃焼信号10とノッキング信号9の比率は変化しないため、前記の最大値A1と最大値A2との比を算出したり、実効値B1と実効値B2との比を算出して、ノッキング判定設定値と比較判定すれば、常に同じ判定結果を得ることができる。
これにより、同じ強度のノッキングが発生した場合に、ノッキングセンサから気筒までの距離が違ったり、エンジンにかかる負荷の大きさが違っても、ノッキング判定設定値と比較判定を行う判定検出値において一定の値が得られ、常に同じ判定結果を得ることができることとなった。
【0020】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項1の如く、内燃機関の複数の気筒において発生するノッキング現象による振動を、一つのノッキングセンサにより検出しつつ、各気筒の検出信号の大きさを均一に検出し、負荷の大きさが異なった場合でも均一に振動を検出して、ノッキング判定を行うことができるノッキング検出方法であって、一つのノッキングセンサの検出信号(8)を、特定時期に発生した振動のみを通過させる時間ゲートと、特定周波数の振動のみを通過させるバンドパスフィルタとを一組としたフィルタ回路(15)を通過させ、これにより得られた燃焼信号(10)とノッキング信号(9)を用いてノッキング判定を行い、前記フィルタ回路(15)を複数組使用してノッキング振動を検出すべく構成し、該複数設けた前記フィルタ回路(15)の時間ゲートを、燃焼部時間ゲート(2a・2a・・・)とノッキング部時間ゲート(2b・2b・・・)で構成し、該燃焼部時間ゲート(2a・2a・・・)は、検出信号(8)のうち、ノッキングの発生時期の前部にある燃焼時期(T1)に検出された燃焼部信号(8a)のみを通過させるように構成し、該ノッキング部時間ゲート(2b)は、検出信号(8)のうち、ノッキング発生時期(T2)に検出されたノッキング部信号(8b)のみを通過させるように構成し、前記燃焼部時間ゲート(2a)を通過した燃焼部信号を、気筒内の加振周波数成分のみを通過させる燃焼部バンドパスフィルタ(3a)を通過させ、前記ノッキング部時間ゲート(2b・2b・・・)を通過したノッキング部信号を、ノッキング周波数の成分のみを通過させるノッキング部バンドパスフィルタ(3b)を通過させ、前記ノッキング部時間ゲート(2b)及びノッキング部バンドパスフィルタ(3b)を通過したノッキング信号(9)の代表値と、前記燃焼部時間ゲート(2a)及び燃焼部バンドパスフィルタ(3a)を通過した燃焼信号(10)の代表値との比を算出し、この算出値をノッキング判定に用いるので、複数の気筒からの検出信号を異なるフィルタ回路によって同時に処理することが可能となり、各気筒からノッキングセンサまでの距離に応じた検出信号の処理を行うことが可能となった。
【0021】
また、ノッキングセンサで検出した検出信号を発生時期によって、燃焼時期において通常の燃焼現象によって生じた振動による信号である燃焼部信号と、ノッキング発生時期においてノッキングの発生による振動を含んだ信号であるノッキング部信号とに区別することができた。
また、ノッキングにより発生した周波数成分(気筒内で共鳴して加振する周波数成分)のみを含んだノッキング信号や、燃焼部信号といった、ノッキング判定に必要な成分のみを取り出すことが可能となった。
【0022】
また、同じ強度のノッキングであって、ノッキングセンサで検出された振動の大きさが異なった場合でも、前記燃焼信号10とノッキング信号9の比率は変化しないため、ノッキングセンサから気筒までの距離が違ったり、エンジンにかかる負荷の大きさが違っても、ノッキング判定設定値と比較判定を行う判定検出値において一定の値が得られ、常に同じ判定結果を得ることができることとなったのである。
【0023】
請求項2と請求項3の如く構成したので、同じ強度のノッキングであって、ノッキングセンサで検出された振動の大きさが異なった場合でも、前記燃焼信号10とノッキング信号9の比率は変化しないため、前記の最大値A1と最大値A2との比を算出したり、実効値B1と実効値B2との比を算出して、ノッキング判定設定値と比較判定すれば、常に同じ判定結果を得ることができるのである。
これにより、同じ強度のノッキングが発生した場合に、ノッキングセンサから気筒までの距離が違ったり、エンジンにかかる負荷の大きさが違っても、ノッキング判定設定値と比較判定を行う判定検出値において一定の値が得られ、常に同じ判定結果を得ることができることとなったのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明のノッキング検出方法の全体構成を示すブロック図である。
【図2】 クランク角度と筒内圧力及び振動加速度の関係を示す図である。
【図3】 ノッキング部フィルターのカットオフ周波数を示す図である。
【図4】 燃焼部フィルターのカットオフ周波数を示す図である。
【図5】 判定検出値の算出方法の実施例を示すブロック図である。
【図6】 同じく別実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 A/D変換器
2a 燃焼部時間ゲート
2b ノッキング部時間ゲート
3a 燃焼部バンドパスフィルタ
3b ノッキング部バンドパスフィルタ
4 演算装置
8 検出信号
8a 燃焼部信号
8b ノッキング部信号
9・9’ ノッキング信号
10 燃焼信号
12 判定検出信号
15 フィルタ回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a knocking detection method for detecting a knocking phenomenon occurring in an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, vibration caused by a knocking phenomenon generated in an internal combustion engine is detected by a vibrometer and a knocking detection signal is output. By passing the knocking detection signal through a filter circuit, low-frequency and high-frequency noise components are removed, A technique is known in which only a knocking frequency component of a specific frequency is allowed to pass, after which only a detection signal at a certain time is taken out through a time gate, and knocking determination is performed based on the magnitude of the waveform of the detection signal. For example, it is as described in Japanese Patent Publication No. 7-13507.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, a single vibration meter has detected knocking vibrations of a plurality of cylinders, for example, about 3 cylinders to 4 cylinders. Therefore, the distance from each cylinder to the vibration meter is different and is generated in each cylinder. Even if the knocking strength is the same, the magnitude of the signal detected by the vibrometer was different.
In addition, if the magnitude of the load on the engine is different, the magnitude of vibration that occurs when knocking is different, so the signal detected by the vibrometer is not detected even though knocking has occurred. There was a problem that it was determined that knocking did not occur.
Therefore, the present invention detects the knocking vibration of a plurality of cylinders with a single knocking sensor, detects the magnitude of the detection signal between each cylinder uniformly, and evenly vibrates even when the load size is different. It is an object of the present invention to provide a knocking detection method that can detect and make an accurate knocking determination.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
[0005]
According to the first aspect of the present invention, the magnitude of the detection signal of each cylinder is detected uniformly while detecting the vibration due to the knocking phenomenon occurring in the plurality of cylinders of the internal combustion engine by one knocking sensor, and the magnitude of the load is different. A knock detection method that can detect a vibration evenly and perform a knock determination even when the detection signal (8) of one knock sensor passes through only a vibration generated at a specific time, And passing through a filter circuit (15) including a band-pass filter that allows only vibrations of a specific frequency to pass through, and performing a knocking determination using the combustion signal (10) and the knocking signal (9) obtained thereby. The filter circuit (15) is configured to detect knocking vibration using a plurality of sets, and the filter circuit (15) is provided in a plurality. The gate is composed of a combustion part time gate (2a, 2a,...) And a knocking part time gate (2b, 2b,...), And the combustion part time gate (2a, 2a,...) 8), the combustion portion signal (8a) detected at the combustion timing (T1) in front of the occurrence timing of knocking is allowed to pass, and the knocking portion time gate (2b) In (8), only the knocking portion signal (8b) detected at the knocking occurrence time (T2) is allowed to pass, and the combustion portion signal passing through the combustion portion time gate (2a) Passing only the excitation frequency component, the knocking portion signal passing through the combustion portion bandpass filter (3a) and passing through the knocking portion time gate (2b, 2b...) Passes only the knocking frequency component. A representative value of the knocking signal (9) that has passed through the knocking part bandpass filter (3b) and passed through the knocking part time gate (2b) and the knocking part bandpass filter (3b), and the combustion part time gate (2a) ) And a representative value of the combustion signal (10) that has passed through the combustion bandpass filter (3a), and this calculated value is used for knocking determination .
[0006]
The knock detection method according to claim 1, wherein the knocking signal is passed through the knocking part time gate (2b) and the knocking part bandpass filter (3b), the maximum value (A2) of the knocking signal (9), and combustion. The ratio with the maximum value (A2) of the combustion signal (10) that has passed through the part time gate (2a) and the combustion part bandpass filter (3a) is calculated and used as the determination detection value (12) .
[0007]
The knocking detection method according to claim 1, wherein an effective value (B2) of the knocking signal (9) that has passed through the knocking part time gate (2 b) and the knocking part bandpass filter (3 b), and combustion The ratio with the effective value (B1) of the combustion signal (10) that has passed through the part time gate (2a) and the combustion part band-pass filter (3a) is calculated and used as the determination detection value (12 ′) .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described.
[0009]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the knocking detection method of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the crank angle, in-cylinder pressure, and vibration acceleration, and FIG. 3 is a diagram showing the cutoff frequency of the knocking filter. FIG. 4 is a diagram showing the cutoff frequency of the combustion section filter, FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of a method for calculating a determination detection value, and FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment.
[0010]
First, the overall configuration of the knocking detection method of the present invention will be described with reference to FIGS.
The vibration due to the knocking phenomenon generated in the internal combustion engine (excluding the diesel engine) detected by the knocking sensor is detected as an analog signal by the knocking sensor, and this detection signal 8 is converted into a digital signal by the A / D converter 1. The
The detection signal 8 converted into a digital signal passes through a time gate that allows only a signal generated at a certain time to pass through, but the time gates are the combustion part time gates 2a, 2a,. 2b...
[0011]
The combustor signal 8a that has passed through the combustor time gates 2a, 2a,... Is then passed through a combustor bandpass filter (hereinafter referred to as “combustor filter”) 3a, where the frequency is lower than a certain frequency. In addition, the high-frequency noise component is removed, and only the combustion signal 10 having a specific frequency passes.
The knocking part signal 8b that has passed through the knocking part time gates 2b, 2b,... Is then passed through a knocking part bandpass filter (hereinafter referred to as “knocking part filter”) 3b, By removing high frequency noise components, only the knocking signal 9 of a specific frequency passes.
[0012]
Then, the combustion signal 10 and the knocking signal 9 that have passed through the combustion part bandpass filter 3a and the knocking part bandpass filter 3b are arithmetically processed by the arithmetic unit 4 and based on a preset knocking determination set value 6. The D / A converter 5 converts the signal into an analog signal, and the determination result is output.
[0013]
The combustion section time gate 2a, the combustion section bandpass filter 3a and knocking section time gate 2b, and the knocking section bandpass filter 3b constitute a set of filter circuits 15 for detection from one cylinder. The signal is passed through a set of filter circuits 15.
In this embodiment, vibration for a plurality of cylinders is detected by one knocking sensor, and one set of filter circuits 15 corresponds to one knocking sensor. By appropriately setting the time gate 2a at the explosion timing of each cylinder, knocking of a plurality of cylinders can be detected. When the number of knocking sensors is three, three sets of filter circuits 15, 15, and 15 are provided. The number of filter circuits 15 is not limited to three, but may be increased or decreased according to the number of knocking sensors.
[0014]
The combustion section time gates 2a, 2a,... Are configured to pass only the combustion section signal 8a detected at the combustion timing T1, which is in front of the timing of occurrence of knocking, among the detection signals 8. The knocking part time gates 2b, 2b,... Are configured to pass only the knocking part signal 8b detected at the knocking occurrence time T2 among the detection signals 8.
Here, FIG. 2 shows a pressure curve 7 representing the relationship between the in-cylinder pressure and the crank angle, and a vibration curve representing the relationship between the vibration acceleration and the crank angle, that is, the detection signal 8. Yes.
The detection signal 8 is classified into a combustion part signal 8a and a knocking part signal 8b depending on the generation time. The combustion part signal 8a is a signal due to vibration caused by a normal combustion phenomenon at the combustion time T1, and the knocking part signal 8b. Is a signal including vibration due to the occurrence of knocking at the knocking occurrence time T2.
[0015]
The knocking portion signal 8b that has passed through the knocking portion time gate 2b is then passed through the knocking portion filter 3b to remove noise components of lower frequency and higher frequency than a certain frequency, and only a detection signal of a specific frequency passes. .
That is, since the frequency of vibration generated by knocking is determined by the diameter (bore) of the cylinder and the combustion temperature, the cut-off frequency FL on the low frequency side of the knocking filter 3b is removed so as to remove frequencies other than this frequency band. And the high frequency side cut-off frequency FH is set.
As shown in FIG. 3, the knocking portion signal 8b passes through the knocking portion filter 3b and becomes a knocking signal 9 including only the frequency component generated by knocking. Further, when knocking does not occur, a knocking signal 9 ′ is obtained, indicating that there is almost no vibration in the frequency band between the frequency FL and the frequency FH at the knocking occurrence time T2.
[0016]
On the other hand, the combustion part signal 8a that has passed through the combustion part time gate 2a is then passed through the combustion part filter 3a to remove low frequency and high frequency noise components from a certain frequency, and only a detection signal of a specific frequency is obtained. pass. That is, the low frequency side cut-off frequency FL ′ of the combustion section filter 3a is passed so that only the frequency component that resonates and excites in the cylinder among the combustion section signal 8a that is a detection signal of vibration generated by combustion is passed. And the high frequency side cut-off frequency FH ′ is set.
As shown in FIG. 4, when the combustion part signal 8a passes through the combustion part filter 3a, both ends of the combustion part signal 8a are cut off to become the combustion signal 10. The low-frequency cut-off frequency FL ′ and the high-frequency cut-off frequency FH ′ change depending on the shape and dimensions of the cylinder. In this embodiment, for example, the frequency FL ′ = 300 Hz and the frequency FH ′ = It is set to 20 kHz. Even if the combustion section filter 3a is not particularly provided, the object of the present case can be achieved.
[0017]
In this way, knocking signal 9 (9 ′) and combustion signal 10 that have passed through filter circuit 15 are subjected to arithmetic processing by arithmetic device 4, a determination detection value is calculated, and the determination detection value is set to knock determination setting value 6 It is compared and judged. An embodiment of a method for calculating the determination detection value will be described with reference to FIG. The detection signal 8 detected by the knocking sensor and converted into a digital signal passes through the combustion part time gate 2a and the combustion part filter 3a to become a combustion signal 10.
Further, the signal passes through the knocking part time gate 2b and the knocking part filter 3b to become a knocking signal 9 (9 '). The maximum value A1 of the combustion signal 10 is measured by the measuring unit 11a of the arithmetic device 4, and the maximum value A2 of the knocking signal 9 (9 ′) is measured by the measuring unit 11b of the arithmetic device 4.
Then, the ratio between the maximum value A1 and the maximum value A2 is calculated. For example, a value obtained by dividing the maximum value A2 by the maximum value A1 (A2 / A1) is obtained as the determination detection value 12, and the determination detection value 12 and the This is compared with the knocking determination setting value 6.
[0018]
Next, another embodiment of the method of calculating the determination detection value will be described with reference to FIG.
The detection signal 8 detected by the knocking sensor and converted into a digital signal passes through the combustion part time gate 2a and the combustion part filter 3a to become a combustion signal 10.
Further, the signal passes through the knocking part time gate 2b and the knocking part filter 3b to become a knocking signal 9 (9 '). The effective value B1 of the combustion signal 10 is measured by the measuring unit 11′a of the arithmetic device 4, and the effective value B2 of the knocking signal 9 (9 ′) is measured by the measuring unit 11′b of the arithmetic device 4. is there.
Then, the ratio between the effective value B1 and the effective value B2 is calculated, and, for example, a value (B2 / B1) obtained by dividing the effective value B2 by the effective value B1 is obtained as the determination detection value 12 ′, and the determination detection value 12 ′ Is compared with a preset knocking determination set value. Thus, representative values such as the maximum value and the effective value of the knocking signal 9 (9 ′) and the combustion signal 10 are measured, the ratio between the two values is calculated, and the knocking determination set value is compared with the determination value. . The representative values of the knocking signal 9 (9 ′) and the combustion signal 10 are not limited to the maximum value or the effective value, and other values may be used.
[0019]
Even if knocking has the same strength, if the distance from the knocking sensor to the cylinder is different or the load on the engine is different, the magnitude of vibration detected by the knocking sensor is different. If the determination is compared with the knocking determination set value, the determination result may be different despite knocking of the same strength.
However, even when knocking has the same intensity and the magnitude of vibration detected by the knocking sensor is different, the ratio between the combustion signal 10 and the knocking signal 9 does not change, so the maximum value A1 and the maximum value A2 are the same. Or the ratio between the effective value B1 and the effective value B2, and the comparison determination with the knocking determination set value can always obtain the same determination result.
As a result, when knocking of the same strength occurs, even if the distance from the knocking sensor to the cylinder is different or the load on the engine is different, the knocking judgment set value and the judgment detection value for comparison judgment are constant. Thus, the same determination result can always be obtained.
[0020]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
According to the first aspect of the present invention, the magnitude of the detection signal of each cylinder is detected uniformly while detecting the vibration due to the knocking phenomenon occurring in the plurality of cylinders of the internal combustion engine by one knocking sensor, and the magnitude of the load is different. A knock detection method that can detect a vibration evenly and perform a knock determination even when the detection signal (8) of one knock sensor passes through only a vibration generated at a specific time, And passing through a filter circuit (15) including a band-pass filter that allows only vibrations of a specific frequency to pass through, and performing a knocking determination using the combustion signal (10) and the knocking signal (9) obtained thereby. A plurality of sets of the filter circuits (15) are configured to detect knocking vibration, and the time gain of the plurality of filter circuits (15) provided is provided. The combustion part time gates (2a, 2a,...) And the knocking part time gates (2b, 2b,...), And the combustion part time gates (2a, 2a,...) 8), the combustion portion signal (8a) detected at the combustion timing (T1) in front of the occurrence timing of knocking is allowed to pass, and the knocking portion time gate (2b) In (8), only the knocking portion signal (8b) detected at the knocking occurrence time (T2) is allowed to pass, and the combustion portion signal passing through the combustion portion time gate (2a) Only the knocking frequency component is allowed to pass through the knocking part signal that has passed through the combustion part bandpass filter (3a) that passes only the excitation frequency component and passed through the knocking part time gate (2b, 2b...). A representative value of the knocking signal (9) passing through the knocking part bandpass filter (3b) and passing through the knocking part time gate (2b) and the knocking part bandpass filter (3b), and the combustion part time gate (2a) And the ratio of the combustion signal (10) that has passed through the combustion section bandpass filter (3a) with the representative value is calculated and used for knocking determination, so that detection signals from a plurality of cylinders can be simultaneously received by different filter circuits. It is possible to process the detection signal according to the distance from each cylinder to the knocking sensor.
[0021]
In addition, the detection signal detected by the knocking sensor depends on the generation time, the combustion part signal that is a signal due to vibration caused by a normal combustion phenomenon at the combustion time, and the knocking that is a signal including vibration due to the occurrence of knocking at the knocking generation time It was possible to distinguish it from the part signal.
In addition, it is possible to extract only a component necessary for knocking determination, such as a knocking signal including only a frequency component generated by knocking (a frequency component that resonates and vibrates in a cylinder) and a combustion part signal.
[0022]
Further, even when knocking has the same intensity and the magnitude of vibration detected by the knocking sensor is different, the ratio between the combustion signal 10 and the knocking signal 9 does not change, so the distance from the knocking sensor to the cylinder is different. Even if the load applied to the engine is different, a constant value is obtained as the determination detection value for performing the comparison determination with the knocking determination set value, and the same determination result can always be obtained.
[0023]
Since it is configured as in claims 2 and 3, the ratio of the combustion signal 10 and the knocking signal 9 does not change even when knocking of the same strength is performed and the magnitude of vibration detected by the knocking sensor is different. Therefore, if the ratio between the maximum value A1 and the maximum value A2 is calculated or the ratio between the effective value B1 and the effective value B2 is calculated and compared with the knocking determination set value, the same determination result is always obtained. It can be done.
As a result, when knocking of the same strength occurs, even if the distance from the knocking sensor to the cylinder is different or the load on the engine is different, the knocking judgment set value and the judgment detection value for comparison judgment are constant. Thus, the same determination result can always be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a knocking detection method of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a crank angle, in-cylinder pressure, and vibration acceleration.
FIG. 3 is a diagram illustrating a cutoff frequency of a knocking filter.
FIG. 4 is a diagram showing a cutoff frequency of a combustion section filter.
FIG. 5 is a block diagram illustrating an embodiment of a method for calculating a determination detection value.
FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 A / D converter 2a Combustion part time gate 2b Knocking part time gate 3a Combustion part bandpass filter 3b Knocking part bandpass filter 4 Arithmetic unit 8 Detection signal 8a Combustion part signal 8b Knocking part signal 9/9 'Knocking signal 10 Combustion Signal 12 Determination detection signal 15 Filter circuit

Claims (3)

内燃機関の複数の気筒において発生するノッキング現象による振動を、一つのノッキングセンサにより検出しつつ、各気筒の検出信号の大きさを均一に検出し、負荷の大きさが異なった場合でも均一に振動を検出して、ノッキング判定を行うことができるノッキング検出方法であって、一つのノッキングセンサの検出信号(8)を、特定時期に発生した振動のみを通過させる時間ゲートと、特定周波数の振動のみを通過させるバンドパスフィルタとを一組としたフィルタ回路(15)を通過させ、これにより得られた燃焼信号(10)とノッキング信号(9)を用いてノッキング判定を行い、前記フィルタ回路(15)を複数組使用してノッキング振動を検出すべく構成し、該複数設けた前記フィルタ回路(15)の時間ゲートを、燃焼部時間ゲート(2a・2a・・・)とノッキング部時間ゲート(2b・2b・・・)で構成し、該燃焼部時間ゲート(2a・2a・・・)は、検出信号(8)のうち、ノッキングの発生時期の前部にある燃焼時期(T1)に検出された燃焼部信号(8a)のみを通過させるように構成し、該ノッキング部時間ゲート(2b)は、検出信号(8)のうち、ノッキング発生時期(T2)に検出されたノッキング部信号(8b)のみを通過させるように構成し、前記燃焼部時間ゲート(2a)を通過した燃焼部信号を、気筒内の加振周波数成分のみを通過させる燃焼部バンドパスフィルタ(3a)を通過させ、前記ノッキング部時間ゲート(2b・2b・・・)を通過したノッキング部信号を、ノッキング周波数の成分のみを通過させるノッキング部バンドパスフィルタ(3b)を通過させ、前記ノッキング部時間ゲート(2b)及びノッキング部バンドパスフィルタ(3b)を通過したノッキング信号(9)の代表値と、前記燃焼部時間ゲート(2a)及び燃焼部バンドパスフィルタ(3a)を通過した燃焼信号(10)の代表値との比を算出し、この算出値をノッキング判定に用いることを特徴とするノッキング検出方法。 While detecting the vibration caused by the knocking phenomenon that occurs in multiple cylinders of an internal combustion engine with a single knocking sensor, the magnitude of the detection signal of each cylinder is detected uniformly, and even if the load is different, the vibration is even. Is a knocking detection method capable of detecting knocking and performing a knocking determination, wherein a detection signal (8) of one knocking sensor passes only a vibration generated at a specific time and only a vibration at a specific frequency. Is passed through a filter circuit (15) that is a set of a band-pass filter that passes the filter, knocking determination is performed using the combustion signal (10) and the knocking signal (9) obtained thereby, and the filter circuit (15 ) To detect knocking vibration, and the time gate of the plurality of filter circuits (15) provided at the time of the combustion section It comprises a gate (2a, 2a ...) and a knocking part time gate (2b, 2b ...), and the combustion part time gate (2a, 2a ...) knocks out of the detection signal (8). The combustion portion signal (8a) detected at the combustion timing (T1) in front of the occurrence timing of the engine is allowed to pass, and the knocking portion time gate (2b) includes the detection signal (8) Only the knocking part signal (8b) detected at the knocking occurrence time (T2) is allowed to pass, and the combustion part signal that has passed through the combustion part time gate (2a) is converted into only the excitation frequency component in the cylinder. A knocking section bar that passes only the knocking frequency component of the knocking section signal that has passed through the combustion section bandpass filter (3a) to be passed and passed through the knocking section time gate (2b, 2b...). A representative value of the knocking signal (9) passing through the depass filter (3b) and passing through the knocking part time gate (2b) and the knocking part bandpass filter (3b), the combustion part time gate (2a) and the combustion A knocking detection method characterized by calculating a ratio of the combustion signal (10) passing through the partial bandpass filter (3a) to a representative value and using the calculated value for knocking determination . 請求項1記載のノッキング検出方法において、前記ノッキング部時間ゲート(2b)及びノッキング部バンドパスフィルタ(3b)を通過したノッキング信号(9)の最大値(A2)と、燃焼部時間ゲート(2a)及び燃焼部バンドパスフィルタ(3a)を通過した燃焼信号(10)の最大値(A2)との比を算出して、判定検出値(12)とすることを特徴とするノッキング検出方法。 The knocking detection method according to claim 1, wherein a maximum value (A2) of the knocking signal (9) passing through the knocking part time gate (2b) and the knocking part bandpass filter (3b), and a combustion part time gate (2a). And a knocking detection method characterized by calculating a ratio of the combustion signal (10) that has passed through the combustion section bandpass filter (3a) to the maximum value (A2) to obtain a determination detection value (12) . 請求項1記載のノッキング検出方法において、前記ノッキング部時間ゲート(2b)及びノッキング部バンドパスフィルタ(3b)を通過したノッキング信号(9)の実効値(B2)と、燃焼部時間ゲート(2a)及び燃焼部バンドパスフィルタ(3a)を通過した燃焼信号(10)の実効値(B1)との比を算出して、判定検出値(12’)とすることを特徴とするノッキング検出方法。 The knocking detection method according to claim 1, wherein an effective value (B2) of the knocking signal (9) passing through the knocking part time gate (2b) and the knocking part bandpass filter (3b), and a combustion part time gate (2a). And the knocking detection method characterized by calculating ratio with the effective value (B1) of the combustion signal (10) which passed the combustion part band pass filter (3a), and making it a determination detection value (12 ') .
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