JP7024575B2 - Internal combustion engine knock detector - Google Patents

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、内燃機関のノック検出装置に関するものである。 The present invention relates to a knock detection device for an internal combustion engine.

従来、例えば特開平8-151950号公報に記載されているように、ノックセンサの検出値をなまし処理したバックグラウンド値に基づいてノック判定レベルを算出する技術が知られている。算出されたノック判定レベルをノックセンサの検出値と比較することで、ノック発生の有無を判定することができる。 Conventionally, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-151950, there is known a technique of calculating a knock determination level based on a background value obtained by smoothing a detection value of a knock sensor. By comparing the calculated knock determination level with the detection value of the knock sensor, it is possible to determine the presence or absence of knock occurrence.

特開平8-151950号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-151950 特開2005-188297号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-188297 特開2013-015105号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-015105

ノックセンサの検出値が十分に大きい場合には上記従来の技術でもノック判定が正しく行われるので、ノック判定レベルが更新されることはない。しかし、直ちにノックとは判定されにくいほどの小さなノックの影響があったり、バルブ着座などの機械的特異ノイズの影響があったりすると、ノック判定レベルが少しずつ高まってしまう。ノック判定レベルが正しく算出されないと、ノック検出精度が低下する恐れがある。 When the detection value of the knock sensor is sufficiently large, the knock determination is correctly performed even with the above-mentioned conventional technique, so that the knock determination level is not updated. However, if there is an effect of a small knock that is difficult to determine as a knock immediately, or if there is an effect of mechanical peculiar noise such as valve seating, the knock determination level will gradually increase. If the knock determination level is not calculated correctly, the knock detection accuracy may decrease.

すなわち、ノック判定レベルとして採用したいのは、エンジン回転および駆動軸回転に伴うピークを持たない定常的な振動である。これに対して、小さなノックおよび機械的特異ノイズは、ピーク値を持つノイズである。このようなピーク値を持つノイズがバックグラウンド値に算入されると、バックグラウンド値が大きくなりすぎてしまう。その結果、ノック判定レベルの正確な算出が妨げられ、ノック検出精度が低下するという問題があった。 That is, what is desired to be adopted as the knock determination level is steady vibration having no peak associated with engine rotation and drive shaft rotation. On the other hand, small knocks and mechanically singular noises are noises with peak values. If noise having such a peak value is included in the background value, the background value becomes too large. As a result, there is a problem that the accurate calculation of the knock determination level is hindered and the knock detection accuracy is lowered.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ノック検出精度の低下を抑制することのできる内燃機関のノック検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a knock detection device for an internal combustion engine capable of suppressing a decrease in knock detection accuracy.

本発明にかかる内燃機関のノック検出装置は、
内燃機関に設置されたノックセンサと、
前記ノックセンサの検出値とノック判定レベルとを比較することで、ノックが発生したか否かを判定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
予め定めた基準よりも高いノック発生頻度を持つ範囲として予め定められたクランク角範囲を所定クランク角範囲として、前記所定クランク角範囲を除くように予め定められた前記所定クランク角範囲の手前の第一検出区画および前記所定クランク角範囲の後の第二検出区画を記憶し、
前記第一検出区画および前記第二検出区画のそれぞれにおける振動値を前記ノックセンサの出力に基づいて取得し、
前記第一検出区画の振動値の平均値である第一振動平均値と、前記第二検出区画の振動値の平均値である第二振動平均値と、のうち相対的に小さな振動平均値を選択し、
前記相対的に小さな前記振動平均値に基づいて前記ノック判定レベルを設定するように構築されたものである。
The knock detection device for an internal combustion engine according to the present invention is
The knock sensor installed in the internal combustion engine and
A control device that determines whether or not knock has occurred by comparing the detection value of the knock sensor with the knock determination level.
Equipped with
The control device is
A predetermined crank angle range as a range having a higher knock occurrence frequency than a predetermined standard is set as a predetermined crank angle range, and the first before the predetermined crank angle range predetermined so as to exclude the predetermined crank angle range. One detection section and a second detection section after the predetermined crank angle range are stored.
The vibration values in each of the first detection section and the second detection section are acquired based on the output of the knock sensor.
A relatively small vibration average value of the first vibration average value which is the average value of the vibration values of the first detection section and the second vibration average value which is the average value of the vibration values of the second detection section is set. selection,
It is constructed so as to set the knock determination level based on the relatively small vibration average value.

小さなノッキングおよび機械的特異ノイズの影響が第一検出区画および第二検出区画の両方に現れることは稀である。本発明によれば、これら二つの区画の振動平均値のうち、相対的に小さな振動平均値を用いて適切なノック判定レベルを設定できる。従って、ノック検出精度の低下を抑制することができる。 The effects of small knocking and mechanical singular noise rarely appear in both the first and second detection compartments. According to the present invention, an appropriate knock determination level can be set by using a relatively small vibration average value among the vibration average values of these two sections. Therefore, it is possible to suppress a decrease in knock detection accuracy.

実施の形態に対する比較例にかかる内燃機関のノック検出装置で実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine executed by the knock detection apparatus of the internal combustion engine which concerns on the comparative example with respect to embodiment. 実施の形態に対する比較例にかかる内燃機関のノック検出装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation of the knock detection apparatus of the internal combustion engine which concerns on the comparative example with respect to embodiment. 実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置で実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine executed by the knock detection apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation of the knock detection apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置で実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine executed by the knock detection apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation of the knock detection apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation of the knock detection apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation of the knock detection apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation of the knock detection apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation of the knock detection apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation of the knock detection apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment.

実施の形態にかかるベース振動算出技術およびこれを用いたノック検出装置.
実施の形態の説明に先立って、実施の形態の効果をわかりやすくするための比較例を説明する。図1は、実施の形態に対する比較例にかかる内燃機関のノック検出装置で実行されるルーチンのフローチャートである。図1に示すように、比較例では、ゲート内の振動平均値からBGLが算出される(ステップS200)。
Base vibration calculation technique according to the embodiment and a knock detection device using the technique.
Prior to the description of the embodiment, a comparative example for making the effect of the embodiment easy to understand will be described. FIG. 1 is a flowchart of a routine executed by a knock detection device of an internal combustion engine according to a comparative example with respect to an embodiment. As shown in FIG. 1, in the comparative example, BGL is calculated from the vibration mean value in the gate (step S200).

次に、得られたデータのバラツキが3σ以内か否かが判定される(ステップS202)。3σ以内である場合には、下記の式(1)に従ってベース振動が算出される(ステップS204)。
ベース振動=前回ベース振動-(BGL-前回ベース振動)/NSM(なまし値) ・・・(1)
Next, it is determined whether or not the variation of the obtained data is within 3σ (step S202). If it is within 3σ, the base vibration is calculated according to the following equation (1) (step S204).
Base vibration = previous base vibration- (BGL-previous base vibration) / NSM (smoothing value) ... (1)

図2は、実施の形態に対する比較例にかかる内燃機関のノック検出装置の動作を説明するための図である。比較例の問題点を説明すると、比較例のロジックでは、ベース振動レベルを基準にした相対強度でノックを検出している。 FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the knock detection device of the internal combustion engine according to the comparative example with respect to the embodiment. Explaining the problem of the comparative example, in the logic of the comparative example, knock is detected by the relative strength based on the base vibration level.

図2に示すように、ベース振動の算出に0~90°CA区間での平均値を用いるので、次のような課題がある。第一に、3σ未満の小さなノックによりベース振動が上昇してしまうので、ノック判定精度が低下する問題がある。第二に、特異ノイズによりベース振動が上昇し、ノック判定精度が低下する問題がある。特異ノイズとは、着座、インジェクタ、ピストンスラップなどによるノイズである。 As shown in FIG. 2, since the average value in the 0 to 90 ° CA section is used for the calculation of the base vibration, there are the following problems. First, since the base vibration increases due to a small knock of less than 3σ, there is a problem that the knock determination accuracy is lowered. Secondly, there is a problem that the base vibration increases due to the peculiar noise and the knock determination accuracy decreases. The peculiar noise is noise caused by sitting, an injector, a piston slap, or the like.

上記のようなノック判定精度低下の問題を解決するために、実施の形態によれば、ノック判定で利用するベース振動レベルの算出方法が改良された新規かつ独特のノック検出装置が提供される。実施の形態にかかるノック検出装置によれば、ノックおよび特異ノイズの影響を抑制しつつベース振動を精度良く算出することで、ノック判定精度を向上させることができる。 In order to solve the above-mentioned problem of deterioration in knock determination accuracy, according to the embodiment, a new and unique knock detection device having an improved method for calculating the base vibration level used in the knock determination is provided. According to the knock detection device according to the embodiment, the knock determination accuracy can be improved by accurately calculating the base vibration while suppressing the influence of knock and peculiar noise.

実施の形態にかかる内燃機関は、シリンダブロックおよびピストン等が組み立てられた内燃機関本体と、上記内燃機関本体に取り付けられたノックセンサと、エンジン電子制御ユニットと、を備えている。エンジン電子制御ユニットは、ノックセンサを含む各種センサ機器からの信号を受信するとともに、プログラムに従って演算処理を施して各種のエンジン機器アクチュエータに制御信号を供給する。実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置は、エンジン電子制御ユニットの一機能として実現される。ノック検出装置の検出結果は、内燃機関の点火プラグに対する点火時期制御へと反映される。 The internal combustion engine according to the embodiment includes an internal combustion engine main body in which a cylinder block, a piston, and the like are assembled, a knock sensor attached to the internal combustion engine main body, and an engine electronic control unit. The engine electronic control unit receives signals from various sensor devices including a knock sensor, performs arithmetic processing according to a program, and supplies control signals to various engine device actuators. The knock detection device of the internal combustion engine according to the embodiment is realized as one function of the engine electronic control unit. The detection result of the knock detection device is reflected in the ignition timing control for the spark plug of the internal combustion engine.

図3および図4を参照しつつ、ベース振動の算出方法について実施の形態と比較例との相違点を説明する。比較例と異なる第一の点として、実施の形態では、ノック発生位置がベース振動の算出に含まれないようにしている。ノック発生位置は、20~70°CAの範囲である。 With reference to FIGS. 3 and 4, the differences between the embodiment and the comparative example of the calculation method of the base vibration will be described. As a first point different from the comparative example, in the embodiment, the knock generation position is not included in the calculation of the base vibration. The knock generation position is in the range of 20 to 70 ° CA.

図4は、実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置の動作を説明するための図である。図4に示すように、ノックゲートの前半および後半の区間のみをベース振動の算出に利用している。これは、比較例においては図2に示すように0~90°CAの全域に渡って振動平均値を利用したのとは異なっている。 FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the knock detection device of the internal combustion engine according to the embodiment. As shown in FIG. 4, only the first half and the second half sections of the knock gate are used for calculating the base vibration. This is different from using the vibration mean value over the entire range of 0 to 90 ° CA as shown in FIG. 2 in the comparative example.

実施の形態では、一例として、ノックゲート前半は0~20°CAの範囲であり、ノックゲート後半は70~90°CAの範囲であってもよい。実施の形態にかかるエンジン電子制御ユニットは、ノック検出区間が予め設定されている。ノック検出区間は、予め定めた所定クランク角範囲(すなわち20~70°CA)を除くように設定されている。この所定クランク角範囲は、予め定めた基準よりも高いノック発生頻度を持つように設定された範囲である。実施の形態にかかるノック検出区間は、当該所定クランク角範囲の手前の第一検出区画(すなわち0~20°CA)および所定クランク角範囲の後の第二検出区画(すなわち70~90°CA)である。 In the embodiment, as an example, the first half of the knock gate may be in the range of 0 to 20 ° CA, and the second half of the knock gate may be in the range of 70 to 90 ° CA. The knock detection section is preset in the engine electronic control unit according to the embodiment. The knock detection section is set to exclude a predetermined crank angle range (that is, 20 to 70 ° CA). This predetermined crank angle range is a range set so as to have a knock occurrence frequency higher than a predetermined standard. The knock detection section according to the embodiment is a first detection section (that is, 0 to 20 ° CA) before the predetermined crank angle range and a second detection section (that is, 70 to 90 ° CA) after the predetermined crank angle range. Is.

比較例とは異なる第二の点として、実施の形態においては、特異ノイズを極力含まないように、ゲート前半の平均強度とゲート後半の平均強度のうち小さい方の値をベース振動の算出に利用している。比較例では、このような平均強度の適切な選定がなされない。 As a second point different from the comparative example, in the embodiment, the smaller value of the average intensity in the first half of the gate and the average intensity in the second half of the gate is used for calculating the base vibration so as not to include the peculiar noise as much as possible. is doing. In the comparative example, such an appropriate selection of the average strength is not made.

図3は、実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置で実行されるルーチンのフローチャートである。このルーチンの各ステップの処理は、エンジン電子制御ユニットによって実施される。図3に示すように、ゲート前半の振動平均値を算出する演算処理Aが実行される(ステップS100)。次に、ゲート後半の振動平均値を算出する演算処理Bが実行される(ステップS102)。 FIG. 3 is a flowchart of a routine executed by the knock detection device of the internal combustion engine according to the embodiment. The processing of each step of this routine is performed by the engine electronic control unit. As shown in FIG. 3, the arithmetic process A for calculating the vibration mean value in the first half of the gate is executed (step S100). Next, the arithmetic process B for calculating the vibration mean value in the latter half of the gate is executed (step S102).

上述したように、ノックゲート前半は0~20°CAの範囲であり、ノックゲート後半は70~90°CAの範囲であるものとする。ステップS100およびS102によれば、エンジン電子制御ユニットが、第一検出区画(すなわちノックゲート前半の0~20°CA)および第二検出区画(すなわちノックゲート後半の70~90°CA)のそれぞれにおける振動値を取得するように構築されている。 As described above, it is assumed that the first half of the knock gate is in the range of 0 to 20 ° CA and the latter half of the knock gate is in the range of 70 to 90 ° CA. According to steps S100 and S102, the engine electronic control unit is in the first detection section (that is, 0 to 20 ° CA in the first half of the knock gate) and the second detection section (that is, 70 to 90 ° CA in the second half of the knock gate), respectively. It is built to get the vibration value.

次に、上記の演算処理Aと演算処理Bでそれぞれ算出された振動平均値のうち、小さいほうの値が、BGLに代入される(ステップS104)。ステップS104によれば、エンジン電子制御ユニットが、第一検出区画の振動値の平均値である第一振動平均値と、第二検出区画の振動値の平均値である第二振動平均値と、のうち相対的に小さな振動平均値を選択的に用いることができる。 Next, the smaller of the vibration mean values calculated by the above arithmetic processing A and the arithmetic processing B is substituted into the BGL (step S104). According to step S104, the engine electronic control unit has a first vibration average value which is an average value of vibration values in the first detection section, and a second vibration average value which is an average value of vibration values in the second detection section. Of these, a relatively small vibration mean value can be selectively used.

次に、図1のステップS204と同様の演算によって、ベース振動が算出される(ステップS106)。ステップS106によれば、エンジン電子制御ユニットが、ステップS104で選択された相対的に小さな振動平均値に基づいてノック判定レベルを設定および更新することができる。 Next, the base vibration is calculated by the same calculation as in step S204 of FIG. 1 (step S106). According to step S106, the engine electronic control unit can set and update the knock determination level based on the relatively small vibration mean value selected in step S104.

小さなノッキングおよび機械的特異ノイズの影響が第一検出区画および第二検出区画の両方に現れることは稀である。したがって、これらの区画のうち相対的に小さな振動平均値を用いることで適切なノック判定レベルを設定できるので、ノック検出精度の低下を抑制することができる。 The effects of small knocking and mechanical singular noise rarely appear in both the first and second detection compartments. Therefore, since an appropriate knock determination level can be set by using a relatively small vibration average value among these sections, it is possible to suppress a decrease in knock detection accuracy.

図5は、実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置で実行されるルーチンのフローチャートである。このルーチンの各ステップの処理は、エンジン電子制御ユニットによって実施される。 FIG. 5 is a flowchart of a routine executed by the knock detection device of the internal combustion engine according to the embodiment. The processing of each step of this routine is performed by the engine electronic control unit.

図5に示す既存のノック判定フローを説明すると、まず、0~90°CAの区間にわたる振動平均値が算出される(ステップS110)。次に、ステップS110で算出された振動平均値を、図3のステップS106で算出されたベース振動の値で除算した値が、ノック強度として算出される(ステップS112)。 Explaining the existing knock determination flow shown in FIG. 5, first, the vibration mean value over the section of 0 to 90 ° CA is calculated (step S110). Next, the value obtained by dividing the vibration mean value calculated in step S110 by the value of the base vibration calculated in step S106 of FIG. 3 is calculated as the knock intensity (step S112).

次に、ノック強度が、予め定められたノック判定閾値を超えているか否かが判定される(ステップS114)。ノック強度がノック判定閾値を超えていれば、ノックが発生していると判定される(ステップS116)。ノック強度がノック判定閾値を超えていなければ、ノックは発生していないと判定される(ステップS118)。 Next, it is determined whether or not the knock strength exceeds a predetermined knock determination threshold value (step S114). If the knock intensity exceeds the knock determination threshold value, it is determined that knock has occurred (step S116). If the knock intensity does not exceed the knock determination threshold value, it is determined that knock has not occurred (step S118).

なお、ベース振動は、周波数振動区間差判定でも利用されてもよい。図5のルーチンによれば、エンジン電子制御ユニットが、ノックセンサの検出値とノック判定レベルとを比較することでノックが発生したか否かを判定することができる。 The base vibration may also be used in the frequency vibration section difference determination. According to the routine of FIG. 5, the engine electronic control unit can determine whether or not knock has occurred by comparing the detection value of the knock sensor with the knock determination level.

実施の形態にかかる他のノック判定技術.
ここで、比較例としてのノック判定技術を説明する。比較例にかかるノック判定技術では、第一周波数f1~第四周波数f4それぞれの振動区間が下記の判定式に当てはまったときに、ノックが発生していると判定される。ただし、この比較例では、下記の式(2)で隣り合う二つの値が前後で入れ替わることについては許容される。
f1振動区間>f2振動区間>f3振動区間>f4振動区間 ・・・(2)
Other knock determination techniques according to the embodiment.
Here, a knock determination technique as a comparative example will be described. In the knock determination technique according to the comparative example, it is determined that knock has occurred when the vibration sections of the first frequency f1 to the fourth frequency f4 are applied to the following determination formulas. However, in this comparative example, it is permissible for two adjacent values to be exchanged before and after in the following equation (2).
f1 vibration section> f2 vibration section> f3 vibration section> f4 vibration section ... (2)

これは、図6に示した傾向に当てはまっていることを意味する。しかし、第一周波数f1~第三周波数f3まではノックの燃焼室横方向の一次周波数(f1~f2付近)と縦方向の一次周波数(f2~f3付近)とが重なるので、第一周波数f1~第三周波数f3ではノック周波数の持続時間に一意な差が出ないことが判明している。f1~f3の振動区間の差を取り入れると、ノック検出精度が低下するおそれがある。 This means that the trends shown in FIG. 6 are true. However, from the first frequency f1 to the third frequency f3, the primary frequency in the lateral direction (near f1 to f2) of the knock combustion chamber and the primary frequency in the vertical direction (near f2 to f3) overlap, so that the first frequency f1 to f1 It has been found that there is no unique difference in the duration of the knock frequency at the third frequency f3. Incorporating the difference between the vibration sections of f1 to f3 may reduce the knock detection accuracy.

また、ノイズでもバラツキ位によってf1振動区間>f4振動区間となるサイクルもあり、ノイズをノックであると誤判定してしまうケースもある。f1振動区間>f4振動区間という単純な比較を取り入れてしまうと、ノック検出精度が低下するおそれがある。 Further, even with noise, there is a cycle in which the f1 vibration section> the f4 vibration section depending on the variation position, and there is a case where the noise is erroneously determined as knock. If a simple comparison of f1 vibration section> f4 vibration section is adopted, the knock detection accuracy may decrease.

そこで、実施の形態では、ノックの周波数特性を利用することで、ノックとノイズとの切り分け精度を向上させる技術も提供される。実施の形態では、周波数ごとにおけるノック振動の振動区間差を利用することで、ノック検出が行われる。図6および図7は、実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置の動作を説明するための図である。図6および図7には、第一周波数f1、第二周波数f2、第三周波数f3、および第四周波数f4それぞれを持つ振動波形が記載されている。f1~f4は異なる4つの周波数であり、f1<f2<f3<f4である。 Therefore, in the embodiment, there is also provided a technique for improving the accuracy of separating knock and noise by using the frequency characteristic of knock. In the embodiment, knock detection is performed by using the vibration section difference of the knock vibration for each frequency. 6 and 7 are diagrams for explaining the operation of the knock detection device of the internal combustion engine according to the embodiment. 6 and 7 show vibration waveforms having a first frequency f1, a second frequency f2, a third frequency f3, and a fourth frequency f4, respectively. f1 to f4 are four different frequencies, and f1 <f2 <f3 <f4.

図6に示すように、ノックの場合には、低周波の側ほど振動区間が長い。図7に示すように、ノイズの場合には、低周波の振動区間の長さが高周波の振動区間の長さと同等である。最も低周波の側の第一周波数f1と、最も高周波の側の第四周波数f4とで、波形を比較することで、振動区間差が算出される。 As shown in FIG. 6, in the case of knocking, the vibration section is longer toward the lower frequency side. As shown in FIG. 7, in the case of noise, the length of the low frequency vibration section is equivalent to the length of the high frequency vibration section. The vibration section difference is calculated by comparing the waveforms of the first frequency f1 on the lowest frequency side and the fourth frequency f4 on the highest frequency side.

上記の波形比較の結果において、振動区間差が予め定めた基準区間差よりも大きい場合には、ノックが発生していると判定される。下記に示すノック判定用の式(3)の条件が成立した場合に、ノックが発生しているとみなされる。Qは、基準区間差であり、予め定めた定数である。
f1振動区間-f4振動区間 > Q (単位:CA) ・・・(3)
In the result of the above waveform comparison, when the vibration section difference is larger than the predetermined reference section difference, it is determined that knocking has occurred. When the condition of the knock determination equation (3) shown below is satisfied, it is considered that the knock has occurred. Q is a reference interval difference and is a predetermined constant.
f1 vibration section-f4 vibration section> Q (Unit: CA) ... (3)

図8は、実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置の動作を説明するための図である。図8に示すノックにおける特性によれば、第一周波数f1の振動区間が40°CAであり、第四周波数f4の振動区間が10°CAであり、振動区間差が30°CAである。このように、ノック発生時には、振動区間差が十分に大きくなる。 FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the knock detection device of the internal combustion engine according to the embodiment. According to the characteristics of the knock shown in FIG. 8, the vibration section of the first frequency f1 is 40 ° CA, the vibration section of the fourth frequency f4 is 10 ° CA, and the vibration section difference is 30 ° CA. In this way, when knocking occurs, the vibration section difference becomes sufficiently large.

また、図8に示すピストンリングノイズにおける特性によれば、第一周波数f1の振動区間が15°CAであり、第四周波数f4の振動区間が15°CAであり、振動区間差が0°CAである。このように、ノイズの場合には、振動区間差が十分に小さくなる。したがって、これらの傾向を勘案してノックとノイズを十分な精度で切り分けられるように基準区間差Qの値を定めるとともに、この基準区間差Q判定閾値として用いることができる。 Further, according to the characteristics of the piston ring noise shown in FIG. 8, the vibration section of the first frequency f1 is 15 ° CA, the vibration section of the fourth frequency f4 is 15 ° CA, and the vibration section difference is 0 ° CA. Is. In this way, in the case of noise, the vibration section difference becomes sufficiently small. Therefore, in consideration of these tendencies, the value of the reference section difference Q can be determined so that knock and noise can be separated with sufficient accuracy, and can be used as the reference section difference Q determination threshold value.

図9~図11は、実施の形態にかかる内燃機関のノック検出装置の動作を説明するための図である。図9に示すように、波形ピークから減衰点までを特定することで、振動区間が算出されてもよい。具体的には、下記の式(4)を用いて算出された減衰判定レベルを用いて、振動区間が算出されてもよい。kは、所定の係数である。
減衰判定ライン=ベース振動レベル × k ・・・(4)
9 to 11 are diagrams for explaining the operation of the knock detection device of the internal combustion engine according to the embodiment. As shown in FIG. 9, the vibration section may be calculated by specifying the waveform peak to the attenuation point. Specifically, the vibration section may be calculated using the damping determination level calculated using the following equation (4). k is a predetermined coefficient.
Attenuation judgment line = base vibration level x k ・ ・ ・ (4)

ここで、前述した図3のルーチンで算出されたベース振動レベルを、上記の式(4)に代入することができる。つまり、式(4)のベース振動レベルは、上述した図3のステップS106で算出された値を用いることができる。 Here, the base vibration level calculated by the routine of FIG. 3 described above can be substituted into the above equation (4). That is, as the base vibration level of the equation (4), the value calculated in step S106 of FIG. 3 described above can be used.

図10に示すように振動波形が例えば5°CAごとのサンプリング波形である場合には、減衰点を補完計算してもよい。補完点(x)は、図11に示す方法で求めてもよい。第一検出値V1と第二検出値V2との間にある補完点Vpを、パラメータa、b、およびxを利用して算出する。 As shown in FIG. 10, when the vibration waveform is, for example, a sampling waveform every 5 ° CA, the attenuation point may be complemented and calculated. The complementary point (x) may be obtained by the method shown in FIG. The complementary point Vp between the first detection value V1 and the second detection value V2 is calculated using the parameters a, b, and x.

図11に示すように、パラメータaは、V1とV2の差である。図11に示すように、パラメータbは、V1と減衰判定ラインとの差である。V1、V2、a、およびbから、パラメータxを求めることができる。パラメータxがわかれば、波形ピーククランク角から第一検出値V1のクランク角までの区間長にさらにx°CAを加算することで、振動区間を算出することができる。 As shown in FIG. 11, the parameter a is the difference between V1 and V2. As shown in FIG. 11, the parameter b is the difference between V1 and the attenuation determination line. The parameter x can be obtained from V1, V2, a, and b. Once the parameter x is known, the vibration section can be calculated by further adding x ° CA to the section length from the waveform peak crank angle to the crank angle of the first detection value V1.

Claims (1)

内燃機関に設置されたノックセンサと、
前記ノックセンサの検出値とノック判定レベルとを比較することで、ノックが発生したか否かを判定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
予め定めた基準よりも高いノック発生頻度を持つ範囲として予め定められたクランク角範囲を所定クランク角範囲として、前記所定クランク角範囲を除くように予め定められた前記所定クランク角範囲の手前の第一検出区画および前記所定クランク角範囲の後の第二検出区画を記憶し、
前記第一検出区画および前記第二検出区画のそれぞれにおける振動値を前記ノックセンサの出力に基づいて取得し、
前記第一検出区画の振動値の平均値である第一振動平均値と、前記第二検出区画の振動値の平均値である第二振動平均値と、のうち相対的に小さな振動平均値を選択し、
前記相対的に小さな前記振動平均値に基づいて前記ノック判定レベルを設定するように構築されたノック検出装置。
The knock sensor installed in the internal combustion engine and
A control device that determines whether or not knock has occurred by comparing the detection value of the knock sensor with the knock determination level.
Equipped with
The control device is
A predetermined crank angle range as a range having a higher knock occurrence frequency than a predetermined standard is set as a predetermined crank angle range, and the first before the predetermined crank angle range predetermined so as to exclude the predetermined crank angle range. One detection section and a second detection section after the predetermined crank angle range are stored.
The vibration values in each of the first detection section and the second detection section are acquired based on the output of the knock sensor.
A relatively small vibration average value of the first vibration average value which is the average value of the vibration values of the first detection section and the second vibration average value which is the average value of the vibration values of the second detection section is set. selection,
A knock detection device constructed to set the knock determination level based on the relatively small vibration mean value.
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