JPH04279751A - ノッキング検出装置 - Google Patents
ノッキング検出装置Info
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- JPH04279751A JPH04279751A JP3065262A JP6526291A JPH04279751A JP H04279751 A JPH04279751 A JP H04279751A JP 3065262 A JP3065262 A JP 3065262A JP 6526291 A JP6526291 A JP 6526291A JP H04279751 A JPH04279751 A JP H04279751A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
- G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
- G01L23/225—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines circuit arrangements therefor
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のノッキング
検出装置に係り、特に自動車用ガソリンエンジンに好適
なノッキング検出装置に関する。
検出装置に係り、特に自動車用ガソリンエンジンに好適
なノッキング検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンにノッキング（ノックともいう
）が発生すると、特有の共鳴周波数成分を持つた振動が
発生する。そこで、この振動を検出することによりノッ
キングの発生を判定することができる。
）が発生すると、特有の共鳴周波数成分を持つた振動が
発生する。そこで、この振動を検出することによりノッ
キングの発生を判定することができる。
【０００３】ところで、実際のノッキング発生の有無の
検出では、振動センサによつて検出されるエンジン振動
から、ノッキングの発生による振動と、ノッキングの発
生とは無関係に生ずるバツクグランド振動とを分離判別
する必要がある。
検出では、振動センサによつて検出されるエンジン振動
から、ノッキングの発生による振動と、ノッキングの発
生とは無関係に生ずるバツクグランド振動とを分離判別
する必要がある。
【０００４】そこで、従来のノッキング検出装置では、
例えば特開昭５８−４５５２０号公報に記載のように、
振動センサの出力信号の中から、５〜１２ｋＨｚの範囲
の中で予め設定してある単一の共鳴周波数成分だけを、
バンドパスフイルタを用いて分離し、その出力の積分値
が所定レベルより大きくなつたか否かの判定によりノッ
キング発生の有無を判定していた。
例えば特開昭５８−４５５２０号公報に記載のように、
振動センサの出力信号の中から、５〜１２ｋＨｚの範囲
の中で予め設定してある単一の共鳴周波数成分だけを、
バンドパスフイルタを用いて分離し、その出力の積分値
が所定レベルより大きくなつたか否かの判定によりノッ
キング発生の有無を判定していた。
【０００５】また、このとき、従来のノッキング検出装
置では、上記したように、アナログ回路により波形積分
を行い、ノッキングの発生の有無の判定するようになっ
ていた。
置では、上記したように、アナログ回路により波形積分
を行い、ノッキングの発生の有無の判定するようになっ
ていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、振動
センサの出力信号に含まれているノッキング振動以外の
振動、例えばバルブの着座振動やピストンの摺動振動に
よる影響について充分な配慮がされておらず、この結果
、エンジン高速回転時でのノイズの影響を受けやすく、
且つ充分な検出感度が得られないため、精度の良いノッ
キング検出の点で問題があった。
センサの出力信号に含まれているノッキング振動以外の
振動、例えばバルブの着座振動やピストンの摺動振動に
よる影響について充分な配慮がされておらず、この結果
、エンジン高速回転時でのノイズの影響を受けやすく、
且つ充分な検出感度が得られないため、精度の良いノッ
キング検出の点で問題があった。
【０００７】また、上記従来技術は、ノッキング発生の
判定にＦＦＴ（ Ｆａｓｔ ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓ
ｆｏｒｍ ）などの複雑な演算処理の適用について配慮
がされておらず、このため振動センサに含まれている情
報が充分に活用できず、高精度のノッキング発生の有無
の判定が出来ないという問題があった。
判定にＦＦＴ（ Ｆａｓｔ ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓ
ｆｏｒｍ ）などの複雑な演算処理の適用について配慮
がされておらず、このため振動センサに含まれている情
報が充分に活用できず、高精度のノッキング発生の有無
の判定が出来ないという問題があった。
【０００８】さらに、上記従来技術は、ノッキングが起
ったときに現れる振動が、必ずしも１爆発期間の全域に
分布して現れるものではないという点について配慮がさ
れておらず、実際にはノッキング振動が起こつてない振
動をも使用してノッキング判断をしていたため、雑音が
多くなるエンジン高負荷高回転時にはノッキングの検出
が困難で正確な判定が出来ないという問題があった。
ったときに現れる振動が、必ずしも１爆発期間の全域に
分布して現れるものではないという点について配慮がさ
れておらず、実際にはノッキング振動が起こつてない振
動をも使用してノッキング判断をしていたため、雑音が
多くなるエンジン高負荷高回転時にはノッキングの検出
が困難で正確な判定が出来ないという問題があった。
【０００９】本発明の目的は、エンジンの運転状態のい
かんにかかわらず、常に確実にノッキングの判定が可能
なノッキング検出装置を提供することにある。
かんにかかわらず、常に確実にノッキングの判定が可能
なノッキング検出装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、振動センサの出力信号をエンジンの１爆
発行程の間に複数回時分割的に取込んでディジタル周波
数分析処理する周波数分析処理手段と、ノッキング判定
に必要な主共鳴周波数をエンジンの運転状態に応じて設
定する主共鳴周波数設定手段とを設けたものである。
に、本発明は、振動センサの出力信号をエンジンの１爆
発行程の間に複数回時分割的に取込んでディジタル周波
数分析処理する周波数分析処理手段と、ノッキング判定
に必要な主共鳴周波数をエンジンの運転状態に応じて設
定する主共鳴周波数設定手段とを設けたものである。
【００１１】また、上記目的を達成するために、他の本
発明では、最初、１爆発行程の間でノッキング強度が大
きい区間を求める手段と、この区間を中心に再度周波数
分析を行う手段とを設けたものである。
発明では、最初、１爆発行程の間でノッキング強度が大
きい区間を求める手段と、この区間を中心に再度周波数
分析を行う手段とを設けたものである。
【００１２】
【作用】上記周波数分析処理手段と主共鳴周波数設定手
段とは、爆発行程毎に振動センサ出力を時系列的に取り
出してデイジタル信号に変え、このデイジタル信号を用
いて複数回周波数分析することによりノッキングの特徴
振動が顕著に現れているデータだけの取り出しを可能に
する。この結果、ノッキングの有無を的確に判断するこ
とができるため、高負荷高回転時のようなバツクグラン
ド振動が大きくなるような状態でも、ノッキングの有無
を精度よく判断することができる。
段とは、爆発行程毎に振動センサ出力を時系列的に取り
出してデイジタル信号に変え、このデイジタル信号を用
いて複数回周波数分析することによりノッキングの特徴
振動が顕著に現れているデータだけの取り出しを可能に
する。この結果、ノッキングの有無を的確に判断するこ
とができるため、高負荷高回転時のようなバツクグラン
ド振動が大きくなるような状態でも、ノッキングの有無
を精度よく判断することができる。
【００１３】また、上記１爆発行程の間でノッキング強
度が大きい区間を求める手段と、この区間を中心に再度
周波数分析を行う手段とは、１爆発行程の中で、振動セ
ンサの出力のうちノッキング強度が大きいデータ部分を
探索し、その部分を中心にして周波数分析を行い、その
結果からノッキングが判定できるようにする。この結果
、エンジンの全ての運転状態にわたって、微弱なノッキ
ングでも常に確実に、その発生の有無の判定ができる。
度が大きい区間を求める手段と、この区間を中心に再度
周波数分析を行う手段とは、１爆発行程の中で、振動セ
ンサの出力のうちノッキング強度が大きいデータ部分を
探索し、その部分を中心にして周波数分析を行い、その
結果からノッキングが判定できるようにする。この結果
、エンジンの全ての運転状態にわたって、微弱なノッキ
ングでも常に確実に、その発生の有無の判定ができる。
【００１４】
【実施例】まず、本発明によるノッキング検出装置にお
ける、ノッキングの発生の有無の判定の原理について説
明する。
ける、ノッキングの発生の有無の判定の原理について説
明する。
【００１５】周知のように、エンジンの振動には、例え
ば、ピストンの摩擦、クランク軸の回転、弁の作動など
による多くの振動成分が含まれている。さらに、これら
の振動成分はエンジンの燃焼状態によつて変化する。エ
ンジンにノッキングが発生すると、燃焼振動にノッキン
グの特徴的な振動が発生する。ノッキングの発生の有無
の判定は、振動センサが検出するエンジンの全体の振動
からノッキングに特有な振動を分離することによつてな
される。
ば、ピストンの摩擦、クランク軸の回転、弁の作動など
による多くの振動成分が含まれている。さらに、これら
の振動成分はエンジンの燃焼状態によつて変化する。エ
ンジンにノッキングが発生すると、燃焼振動にノッキン
グの特徴的な振動が発生する。ノッキングの発生の有無
の判定は、振動センサが検出するエンジンの全体の振動
からノッキングに特有な振動を分離することによつてな
される。
【００１６】本発明の一実施例では、ファースト・フー
リェ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏ
ｒｍ以下、ＦＦＴという）、又は、ウォルシュ・トゥ・
フーリェ変換（Ｗａｌｓｈ ｔｏ Ｆｏｕ−ｒｉｅｒ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、以下、ＷＦＴという）手法などの
周波数分析により振動センサ出力を分析するようになっ
ているが、この場合、図１に示すように、１爆発行程の
間に時系列的に取り出されるデータの個数と、そのデー
タの１爆発行程の中でのクランク角で表わされる位置を
変えることにより、周波数分析によるノッキング特徴周
波数出力が変化することが判る。
リェ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏ
ｒｍ以下、ＦＦＴという）、又は、ウォルシュ・トゥ・
フーリェ変換（Ｗａｌｓｈ ｔｏ Ｆｏｕ−ｒｉｅｒ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、以下、ＷＦＴという）手法などの
周波数分析により振動センサ出力を分析するようになっ
ているが、この場合、図１に示すように、１爆発行程の
間に時系列的に取り出されるデータの個数と、そのデー
タの１爆発行程の中でのクランク角で表わされる位置を
変えることにより、周波数分析によるノッキング特徴周
波数出力が変化することが判る。
【００１７】従って、この図１によれば、従来技術の如
く、１爆発毎の振動センサ出力の中から、固定的な単一
のクランク角幅（従来方式ウインドウ）に含まれる部分
を取り出し、その中でノッキングが発生していたときに
起こる特定周波数の積分によりノッキング判定をしてい
たのでは、振動センサの出力が小さくて充分なＳＮ比が
得られず、しかもノッキングが起っていない期間での振
動センサの出力まで使用してノッキング判定をしている
ことになり、感度が悪いなどの問題があることが判る。
く、１爆発毎の振動センサ出力の中から、固定的な単一
のクランク角幅（従来方式ウインドウ）に含まれる部分
を取り出し、その中でノッキングが発生していたときに
起こる特定周波数の積分によりノッキング判定をしてい
たのでは、振動センサの出力が小さくて充分なＳＮ比が
得られず、しかもノッキングが起っていない期間での振
動センサの出力まで使用してノッキング判定をしている
ことになり、感度が悪いなどの問題があることが判る。
【００１８】しかして、同時に、この図１では、振動セ
ンサの出力を時系列的に複数回に分け、ノッキングの特
徴振動が強く現れている区域（本方式ウインドウ）のデ
ータだけを用いてノッキング判定を行うようにすれば、
ノッキング検出感度が向上することを示しており、これ
が本発明の基本的な原理である。
ンサの出力を時系列的に複数回に分け、ノッキングの特
徴振動が強く現れている区域（本方式ウインドウ）のデ
ータだけを用いてノッキング判定を行うようにすれば、
ノッキング検出感度が向上することを示しており、これ
が本発明の基本的な原理である。
【００１９】また、図２は別の観点によるもので、同じ
点火時期でも、エンジンの運転状態により、燃焼振動が
起こるクランク角度にはバラツキが生じることを示す。 従って、この図２から明らかなように、従来技術のよう
な一定クランク角期間の振動積分では、実際には燃焼振
動が起こつていないクランク角期間での振動まで取り込
んでいることになるため、ノッキング判定のＳＮ比が悪
いことが判る。
点火時期でも、エンジンの運転状態により、燃焼振動が
起こるクランク角度にはバラツキが生じることを示す。 従って、この図２から明らかなように、従来技術のよう
な一定クランク角期間の振動積分では、実際には燃焼振
動が起こつていないクランク角期間での振動まで取り込
んでいることになるため、ノッキング判定のＳＮ比が悪
いことが判る。
【００２０】以下、本発明によるノッキング検出装置に
ついて、図示の実施例により詳細に説明する。
ついて、図示の実施例により詳細に説明する。
【００２１】まず、図３は本発明によるノッキング検出
装置の一実施例を含むエンジン制御装置の一例を示した
もので、Ｉ／Ｏ入力２０、Ａ／Ｄ変換器２１、ＲＡＭ２
２、Ｉ／Ｏ出力２３、ＲＯＭ２４、それにＣＰＵ２５か
らなる制御用ブロツクと、増幅器２６、帯域通過フイル
タ２７、それにＡ／Ｄ変換器２８からなるエンジン振動
取り込みブロツクとで構成されており、エンジンに設け
られている振動センサ１、クランク基準位置センサ２、
クランク角度センサ３、それに空気量センサ４から信号
を取り込み、燃料噴射信号Ｔｉと点火時期信号θｉｇｎ
とを演算して出力するように構成されている。
装置の一実施例を含むエンジン制御装置の一例を示した
もので、Ｉ／Ｏ入力２０、Ａ／Ｄ変換器２１、ＲＡＭ２
２、Ｉ／Ｏ出力２３、ＲＯＭ２４、それにＣＰＵ２５か
らなる制御用ブロツクと、増幅器２６、帯域通過フイル
タ２７、それにＡ／Ｄ変換器２８からなるエンジン振動
取り込みブロツクとで構成されており、エンジンに設け
られている振動センサ１、クランク基準位置センサ２、
クランク角度センサ３、それに空気量センサ４から信号
を取り込み、燃料噴射信号Ｔｉと点火時期信号θｉｇｎ
とを演算して出力するように構成されている。
【００２２】熱線式空気流量計などからなる空気量セン
サ４によつて検出された吸入空気量Ｑは、Ａ／Ｄ変換器
２１によつてデイジタル値に変換され、ＣＰＵ２５に取
り込まれる。また、クランク基準位置センサに２よつて
検出されるＲｅｆ信号と、クランク角度センサ３によつ
て検出されるＰｏｓ信号とは、入力Ｉ／Ｏ２０を通して
ＣＰＵ２５に取り込まれ、エンジン回転数を求めるため
に使用される。
サ４によつて検出された吸入空気量Ｑは、Ａ／Ｄ変換器
２１によつてデイジタル値に変換され、ＣＰＵ２５に取
り込まれる。また、クランク基準位置センサに２よつて
検出されるＲｅｆ信号と、クランク角度センサ３によつ
て検出されるＰｏｓ信号とは、入力Ｉ／Ｏ２０を通して
ＣＰＵ２５に取り込まれ、エンジン回転数を求めるため
に使用される。
【００２３】ＣＰＵ２５はＲＯＭ２４に保持してあるプ
ログラムに従つて演算処理を行い、燃料噴射信号Ｔｉ、
点火時期信号θｉｇｎを決定し、出力Ｉ／Ｏ２３から各
々のアクチユエータに伝える。また、演算処理中の必要
なデータ保持はＲＡＭ２２によつてなされる。
ログラムに従つて演算処理を行い、燃料噴射信号Ｔｉ、
点火時期信号θｉｇｎを決定し、出力Ｉ／Ｏ２３から各
々のアクチユエータに伝える。また、演算処理中の必要
なデータ保持はＲＡＭ２２によつてなされる。
【００２４】一方、ノックセンサなどとも呼ばれている
振動センサ１の出力信号は、増幅器２６、帯域通過フイ
ルタ２７を経て取り込まれ、Ｒｅｆ信号の発生タイミン
グでＡ／Ｄ変換器２８によりディジタル化され、ノッキ
ング判定に必要なデータをサンプリングする。そして、
このＡ／Ｄ変換器２８はノッキング判定に必要なデータ
を取り込むとＣＰＵ２５に割り込みを発生する。
振動センサ１の出力信号は、増幅器２６、帯域通過フイ
ルタ２７を経て取り込まれ、Ｒｅｆ信号の発生タイミン
グでＡ／Ｄ変換器２８によりディジタル化され、ノッキ
ング判定に必要なデータをサンプリングする。そして、
このＡ／Ｄ変換器２８はノッキング判定に必要なデータ
を取り込むとＣＰＵ２５に割り込みを発生する。
【００２５】そこで、ＣＰＵ２５は、このＡ／Ｄ変換器
２８からの割り込みに応じてＲＯＭ２４に保持している
ノッキング判定プログラムに従いサンプリングされた振
動センサ出力を演算し、ノッキングの発生の有無を判定
して、その結果を点火時期信号Ｔｉに反映させてノック
コントロールを行う。
２８からの割り込みに応じてＲＯＭ２４に保持している
ノッキング判定プログラムに従いサンプリングされた振
動センサ出力を演算し、ノッキングの発生の有無を判定
して、その結果を点火時期信号Ｔｉに反映させてノック
コントロールを行う。
【００２６】まず、ＣＰＵ２５による点火時期演算動作
について、図４のフローチヤートを用いて説明する。な
お、この図４のフローチヤートによる動作は、一定時間
周期毎に、例えば２０ｍｓｅｃ毎に起動される。
について、図４のフローチヤートを用いて説明する。な
お、この図４のフローチヤートによる動作は、一定時間
周期毎に、例えば２０ｍｓｅｃ毎に起動される。
【００２７】ステツプ２０１で、ＲＡＭ２２内の所定の
レジスタからエンジン回転数Ｎ及び吸入空気量Ｑを読み
込む。ステツプ２０２で、エンジン単位回転数あたりの
吸入空気量Ｑ／Ｎを演算し、これに基づいてＲＯＭ２４
内に記憶されている燃料マツプと基本点火時期マツプか
ら、基本噴射パルス幅Ｔｉと基本点火時期θｂａｓｅと
をそれぞれ求める。ステツプ２０３で、後述するＫｎｏ
ｃｋフラグの内容によつてノッキングの発生の有無の判
定をする。
レジスタからエンジン回転数Ｎ及び吸入空気量Ｑを読み
込む。ステツプ２０２で、エンジン単位回転数あたりの
吸入空気量Ｑ／Ｎを演算し、これに基づいてＲＯＭ２４
内に記憶されている燃料マツプと基本点火時期マツプか
ら、基本噴射パルス幅Ｔｉと基本点火時期θｂａｓｅと
をそれぞれ求める。ステツプ２０３で、後述するＫｎｏ
ｃｋフラグの内容によつてノッキングの発生の有無の判
定をする。
【００２８】いま、ステツプ２０３でノッキング発生と
判定されたとすれば、ステツプ２０５で遅角値θａｄｖ
と所定の遅角量Δθｒｅｔを減算する。この減算によっ
て点火時期がリタードされ、ノックコントロールが与え
られる。
判定されたとすれば、ステツプ２０５で遅角値θａｄｖ
と所定の遅角量Δθｒｅｔを減算する。この減算によっ
て点火時期がリタードされ、ノックコントロールが与え
られる。
【００２９】他方、ステツプ２０３でノッキング発生無
しと判定されたときには、ステツプ２０４で、遅角値θ
ａｄｖに所定の進角量Δθａｄｖ１を加算する。なお、
この加算により点火時期がリカバーされることになる。
しと判定されたときには、ステツプ２０４で、遅角値θ
ａｄｖに所定の進角量Δθａｄｖ１を加算する。なお、
この加算により点火時期がリカバーされることになる。
【００３０】ステツプ２０６で、基本点火時期θｂａｓ
ｅに上記の如くして求めた点火時期θａｄｖを加え、こ
れにより点火時期θｉｇｎを演算する。ステツプ２０７
で、エンジン回転数Ｎ及び単位回転数あたりの吸入空気
量Ｑ／Ｎに応じて、最大進角値θｒｅｓを求める。最大
進角値θｒｅｓはＲＯＭ２４内に格納されている最大進
角値マツプから読み出すことによつてなされる。
ｅに上記の如くして求めた点火時期θａｄｖを加え、こ
れにより点火時期θｉｇｎを演算する。ステツプ２０７
で、エンジン回転数Ｎ及び単位回転数あたりの吸入空気
量Ｑ／Ｎに応じて、最大進角値θｒｅｓを求める。最大
進角値θｒｅｓはＲＯＭ２４内に格納されている最大進
角値マツプから読み出すことによつてなされる。
【００３１】ステツプ２０８で、点火時期θｉｇｎが最
大進角値θｒｅｓを超えたか否かを判断する。超えてい
なければステツプ２０９に進み、最大進角値θｒｅｓを
点火時期θｉｇｎとし、これで点火時期の演算を終える
。
大進角値θｒｅｓを超えたか否かを判断する。超えてい
なければステツプ２０９に進み、最大進角値θｒｅｓを
点火時期θｉｇｎとし、これで点火時期の演算を終える
。
【００３２】図５のフローチヤートを用いて、ステツプ
２０３でのＣＰＵ２５によるノッキング発生の有無の判
定の演算処理動作について説明する。この図５のフロー
チヤートに従った処理は、Ｒｅｆ割込みで起動されるＡ
／Ｄ変換器２８により、ＣＰＵ２５が実行すべき周波数
分析に必要なデータをとり終えたときに起動される。
２０３でのＣＰＵ２５によるノッキング発生の有無の判
定の演算処理動作について説明する。この図５のフロー
チヤートに従った処理は、Ｒｅｆ割込みで起動されるＡ
／Ｄ変換器２８により、ＣＰＵ２５が実行すべき周波数
分析に必要なデータをとり終えたときに起動される。
【００３３】ステツプ３０１で、振動センサ１の出力信
号をＡ／Ｄ変換したデータを基に周波数分析を行う。こ
のとき、２回目以降の周波数分析に際しては、前回周波
数分析に使用したデータの一部を重ねて計算させたり、
前回計算に使用したデータと今回計算に使用するデータ
の間をあけて計算したりするようにしても良い。
号をＡ／Ｄ変換したデータを基に周波数分析を行う。こ
のとき、２回目以降の周波数分析に際しては、前回周波
数分析に使用したデータの一部を重ねて計算させたり、
前回計算に使用したデータと今回計算に使用するデータ
の間をあけて計算したりするようにしても良い。
【００３４】ステツプ３０２で、１爆発行程の中でのノ
ツク判定に必要な回数、周波数分析が終つたか否かの判
定を行う。必要な回数周波数分析が行われていなければ
、ステツプ３０３でＡ／Ｄ変換が終るのを待つ。終つて
いればステツプ３０４で主共鳴周波数の読み込みを行う
。ステツプ３０４の主共鳴周波数の読み込みは、エンジ
ン回転数、負荷により、使用する主共鳴周波数成分を変
化させて行なう。
ツク判定に必要な回数、周波数分析が終つたか否かの判
定を行う。必要な回数周波数分析が行われていなければ
、ステツプ３０３でＡ／Ｄ変換が終るのを待つ。終つて
いればステツプ３０４で主共鳴周波数の読み込みを行う
。ステツプ３０４の主共鳴周波数の読み込みは、エンジ
ン回転数、負荷により、使用する主共鳴周波数成分を変
化させて行なう。
【００３５】図６により、このステップ３０４での処理
を詳細に説明すると、まず、ステップ３００１で、エン
ジン回転数とエンジン負荷の取り込みを行なう。ステッ
プ３００２で、いま取り込んだエンジン回転数とエンジ
ン負荷により、図７のマップを検索し、ノッキング判定
に使用する主共鳴周波数成分範囲を決定し、この決定結
果によりステップ３００３で、ノッキングの判定に使用
する主共鳴周波数成分を決定するのである。
を詳細に説明すると、まず、ステップ３００１で、エン
ジン回転数とエンジン負荷の取り込みを行なう。ステッ
プ３００２で、いま取り込んだエンジン回転数とエンジ
ン負荷により、図７のマップを検索し、ノッキング判定
に使用する主共鳴周波数成分範囲を決定し、この決定結
果によりステップ３００３で、ノッキングの判定に使用
する主共鳴周波数成分を決定するのである。
【００３６】図５に戻り、ステツプ３０５で、ステツプ
３０４で求められた主共鳴周波数成分を使用し、（１）
式に従つてノツク指標Ｉを求める。 ノッキング指標Ｉ＝Ａ１Ｘ１＋Ａ２Ｘ２＋…＋
ＡｎＸｎ…… ……（１）
Ｘｉ：共鳴周波
数成分のパワースペクトル
Ａｉ：＝１；Ｘｉのうち大
きいもの（２個）
Ａｉ：＝０；上記以外のときステツ
プ３０６で、ＢＣＬ（バツクグランドレベル）とＫｒ（
スライスレベル）により、ノッキング指標Ｉの大小判別
を行い、ノッキング指標Ｉの方が大きくなれば、ステツ
プ３０７でノッキング発生と判断し、フラグＫｎｏｃｋ
＝１とした後、ノツク判定処理を終える。
３０４で求められた主共鳴周波数成分を使用し、（１）
式に従つてノツク指標Ｉを求める。 ノッキング指標Ｉ＝Ａ１Ｘ１＋Ａ２Ｘ２＋…＋
ＡｎＸｎ…… ……（１）
Ｘｉ：共鳴周波
数成分のパワースペクトル
Ａｉ：＝１；Ｘｉのうち大
きいもの（２個）
Ａｉ：＝０；上記以外のときステツ
プ３０６で、ＢＣＬ（バツクグランドレベル）とＫｒ（
スライスレベル）により、ノッキング指標Ｉの大小判別
を行い、ノッキング指標Ｉの方が大きくなれば、ステツ
プ３０７でノッキング発生と判断し、フラグＫｎｏｃｋ
＝１とした後、ノツク判定処理を終える。
【００３７】一方、小さければノッキング無しと判断し
、ステップ３０８で、フラグＫｎｏｃｋ＝０にすると共
に、ＢＧＬを（２）式に従つて更新し、ノッキング判定
処理を終えるのである。
、ステップ３０８で、フラグＫｎｏｃｋ＝０にすると共
に、ＢＧＬを（２）式に従つて更新し、ノッキング判定
処理を終えるのである。
【００３８】
今回のＢＧＬ＝（１−１／Ｎ）×前回のＢＧＬ
＋（１／Ｎ）ノツク指標Ｉ
……（２）
Ｎ：燃焼サイクル従って、
この実施例によれば、図１に（本方式ウインドウ）とし
て示すように、１爆発行程期間内で時系列的に存在する
複数のデータのうち、その時のエンジンの運転状態で定
まる特定の共鳴周波数を最も強く含むデータによるノッ
キング判定が得られることになり、良好なＳＮ比のもと
で、高精度のノッキング判定が可能になり、的確なエン
ジンのノッキング制御を容易に、しかも確実に行なうこ
とができる。
＋（１／Ｎ）ノツク指標Ｉ
……（２）
Ｎ：燃焼サイクル従って、
この実施例によれば、図１に（本方式ウインドウ）とし
て示すように、１爆発行程期間内で時系列的に存在する
複数のデータのうち、その時のエンジンの運転状態で定
まる特定の共鳴周波数を最も強く含むデータによるノッ
キング判定が得られることになり、良好なＳＮ比のもと
で、高精度のノッキング判定が可能になり、的確なエン
ジンのノッキング制御を容易に、しかも確実に行なうこ
とができる。
【００３９】次に、本発明の他の一実施例について、図
８により説明する。この本発明の他の一実施例では、ノ
ッキング判断を行うときに、まず振動センサ１の出力デ
ータのうち、ノッキングに伴って発生する振動が特に顕
著に現れている部分を探しだし、次にその部分が中心に
なるように出力データを使用してノッキング判定を行な
うようにしたものである。
８により説明する。この本発明の他の一実施例では、ノ
ッキング判断を行うときに、まず振動センサ１の出力デ
ータのうち、ノッキングに伴って発生する振動が特に顕
著に現れている部分を探しだし、次にその部分が中心に
なるように出力データを使用してノッキング判定を行な
うようにしたものである。
【００４０】まず、振動センサは、通常、エンジンの燃
焼時に図８（ａ）に示すような出力を発生する。そこで
、この振動を図８（ｂ）に示すように、時系列方向に細
かな期間に分け、各々の期間でのノッキング強度を分析
する。そうすると、各期間でのノッキング強度Ｐが、図
８（ｃ）に示すように求まる。この演算によつて求まつ
た結果ＰがＫＢＧＬ（ノッキング強度のＢＧＬ×ｓｒ（
スライスレベル））より大きい期間が存在した場合、こ
の期間を、その爆発行程中で最もノッキング強度が強い
部分と判断し、そのクランク角度を記憶しておく、そし
て図８（ｄ）に示すように、このノッキング強度が強い
部分のクランク角度を中心として、それを充分にカバー
するような分析範囲（ノック判定区間）を決め、ノッキ
ングの判定を行うことにより、図８（ｅ）に示すように
、高いＳＮ比のもとで感度のよいノッキング検出ができ
ることになるのである。
焼時に図８（ａ）に示すような出力を発生する。そこで
、この振動を図８（ｂ）に示すように、時系列方向に細
かな期間に分け、各々の期間でのノッキング強度を分析
する。そうすると、各期間でのノッキング強度Ｐが、図
８（ｃ）に示すように求まる。この演算によつて求まつ
た結果ＰがＫＢＧＬ（ノッキング強度のＢＧＬ×ｓｒ（
スライスレベル））より大きい期間が存在した場合、こ
の期間を、その爆発行程中で最もノッキング強度が強い
部分と判断し、そのクランク角度を記憶しておく、そし
て図８（ｄ）に示すように、このノッキング強度が強い
部分のクランク角度を中心として、それを充分にカバー
するような分析範囲（ノック判定区間）を決め、ノッキ
ングの判定を行うことにより、図８（ｅ）に示すように
、高いＳＮ比のもとで感度のよいノッキング検出ができ
ることになるのである。
【００４１】図９は、この実施例のフローチヤートで、
以下、このフローチヤートにより、動作について説明す
る。
以下、このフローチヤートにより、動作について説明す
る。
【００４２】Ａ／Ｄ変換終了の割り込みをもらうと、ま
ずステップ４０１で、ノッキング強度計算回数の読み込
みを行なう。ステップ４０２で、振動成分の出力につい
て、さらに狭いクランク角度間の周波数分析を行い、ノ
ッキング強度を求める。ステツプ４０３で、ノッキング
強度がＫＢＧＬより大きい場合、ステツプ４０４で、そ
のとき使用したデータ範囲を記憶する。
ずステップ４０１で、ノッキング強度計算回数の読み込
みを行なう。ステップ４０２で、振動成分の出力につい
て、さらに狭いクランク角度間の周波数分析を行い、ノ
ッキング強度を求める。ステツプ４０３で、ノッキング
強度がＫＢＧＬより大きい場合、ステツプ４０４で、そ
のとき使用したデータ範囲を記憶する。
【００４３】ステップ４０５で、指定回数のノッキング
強度を求め終わったか否かの判定を行ない、終了してな
いときにはステップ４０６に進み、Ａ／Ｄ変換の終了を
待つが、終了していたらステップ４０７に進み、ステッ
プ４０４で記憶したデータがすべて使用されるように、
周波数分析区間と周波数分析点数を決定し、ステップ４
０８で周波数分析を行なうのである。
強度を求め終わったか否かの判定を行ない、終了してな
いときにはステップ４０６に進み、Ａ／Ｄ変換の終了を
待つが、終了していたらステップ４０７に進み、ステッ
プ４０４で記憶したデータがすべて使用されるように、
周波数分析区間と周波数分析点数を決定し、ステップ４
０８で周波数分析を行なうのである。
【００４４】従って、この実施例によれば、図８で説明
した通りのノッキング判定動作が得られることになり、
高いＳＮ比のもとで感度のよいノッキング検出が可能で
、的確なエンジンのノッキング制御を容易に、しかも確
実に行なうことができる。
した通りのノッキング判定動作が得られることになり、
高いＳＮ比のもとで感度のよいノッキング検出が可能で
、的確なエンジンのノッキング制御を容易に、しかも確
実に行なうことができる。
【００４５】
【発明の効果】本発明の１によれば、エンジン回転数な
どの運転状態に応じて、ノッキング判定のための共鳴周
波数が変化するから、ノッキングの特徴周波数が顕著に
現れているところで周波数分析できるため、バツクグラ
ンド振動が大きくなる高負荷高速時でも、高精度でノッ
キングの発生の有無の判定ができる。また振動センサに
含まれるノッキングによる周波数成分が数回周波数分析
を行うときでも、ノッキングの特徴周波数が２回の分析
に分かれてしまうような時に振動センサの出力をダブら
せて分析することによりノッキングの特徴を逃すことな
く分析できる。
どの運転状態に応じて、ノッキング判定のための共鳴周
波数が変化するから、ノッキングの特徴周波数が顕著に
現れているところで周波数分析できるため、バツクグラ
ンド振動が大きくなる高負荷高速時でも、高精度でノッ
キングの発生の有無の判定ができる。また振動センサに
含まれるノッキングによる周波数成分が数回周波数分析
を行うときでも、ノッキングの特徴周波数が２回の分析
に分かれてしまうような時に振動センサの出力をダブら
せて分析することによりノッキングの特徴を逃すことな
く分析できる。
【００４６】また、本発明の他の１によれば、振動セン
サの出力のうち、ノッキング振動が現れている部分を自
動的に探し出し、そのデータを使用してノッキング判定
をすることが出来るので、より感度の良いノッキング判
定ができる。
サの出力のうち、ノッキング振動が現れている部分を自
動的に探し出し、そのデータを使用してノッキング判定
をすることが出来るので、より感度の良いノッキング判
定ができる。
【００４７】また、高負荷高速時でも、的確にノッキン
グ発生の有無の判定ができるので、エンジン出力及び燃
料効率が向上できる。
グ発生の有無の判定ができるので、エンジン出力及び燃
料効率が向上できる。
【００４８】さらに、本発明によれば、振動センサの出
力に含まれる情報を有効に活用できるので、エンジン出
力及び燃料効率が最適となるように制御できる。
力に含まれる情報を有効に活用できるので、エンジン出
力及び燃料効率が最適となるように制御できる。
【図１】本発明によるノッキング検出装置の一実施例に
よる動作原理の説明図である。
よる動作原理の説明図である。
【図２】本発明の一実施例におけるノッキング検出装置
の動作原理の説明に必要な波形図である。
の動作原理の説明に必要な波形図である。
【図３】本発明によるノッキング検出装置の一実施例を
含むエンジン制御装置の一例を示すブロック図である。
含むエンジン制御装置の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例によるノッキング制御処理を
説明するためのフローチャートである。
説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例におけるノッキング判定処理
を説明するためのフローチャートである。
を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施例におけるノッキング判定処理
の一部の処理を説明するためのフローチャートである。
の一部の処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の一実施例において使用されるテーブル
の説明図である。
の説明図である。
【図８】本発明によるノッキング検出装置の他の一実施
例における動作原理の説明図である。
例における動作原理の説明図である。
【図９】本発明の他の一実施例によるノッキング制御処
理を説明するためのフローチャートである。
理を説明するためのフローチャートである。
１ 振動センサ
２ クランク基準位置センサ
３ クランク角度センサ
４ 空気量センサ
２０ Ｉ／Ｏ入力
２１ Ａ／Ｄ変換器
２２ ＲＡＭ
２３ Ｉ／Ｏ出力）
２４ ＲＯＭ
２５ ＣＰＵ
２６ 増幅器
２７ 帯域フィルタ
２８ Ａ／Ｄ変換器
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンの振動又はシリンダ内圧振動
の少なくとも一方を検出する振動センサを備え、この振
動センサの出力信号に基づいてノッキング発生を判定す
るノッキング検出装置において、上記振動センサの出力
信号をエンジンの１爆発行程の間に複数回時分割的に取
込んでディジタル周波数分析処理する周波数分析処理手
段と、ノッキング判定に必要な主共鳴周波数をエンジン
の運転状態に応じて設定する主共鳴周波数設定手段とを
設け、この主共鳴周波数設定手段により設定された主共
鳴周波数に基づいて上記周波数分析処理手段による複数
のディジタル周波数分析結果を判定することによりノッ
キング発生を判定するように構成したことを特徴とする
ノッキング検出装置。 - 【請求項２】 エンジンの振動又はシリンダ内圧振動
の少なくとも一方を検出する振動センサを備え、この振
動センサの出力信号に基づいてノッキング発生を判定す
るノッキング検出装置において、上記振動センサからエ
ンジンの１爆発行程の間に時分割的に取込んだ複数の出
力信号をそれぞれ独立に記憶する記憶手段と、この記憶
手段から読出した上記複数の出力信号を順次実時間でデ
ィジタル周波数分析処理する周波数分析処理手段と、こ
の周波数分析処理手段による複数のディジタル周波数分
析結果に基づいてエンジンの１爆発行程の間でノッキン
グ強度が最大値を示す期間を検出する判定手段と、この
判定手段により検出された期間をほぼ中央に含む区間を
設定する区間設定手段と、上記記憶手段に記憶してある
複数の出力信号の内で上記区間の中に含まれている出力
信号を上記周波数分析処理手段により順次実時間でディ
ジタル周波数分析処理させる制御手段とを設け、上記区
間の中に含まれている出力信号の周波数分析検出に基づ
いてノッキング発生を判定するように構成したことを特
徴とするノッキング検出装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２の発明において、上記
周波数分析処理手段によるディジタル周波数分析処理が
ファースト・フーリェ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）手法及びウォルシュ・トゥ・フ
ーリェ変換（Ｗａｌｓｈ ｔｏ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒ
ａｎｓｆｏｒｍ）手法の少なくとも一方により行われる
ように構成されていることを特徴とするノッキング検出
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3065262A JP2587543B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | ノッキング検出装置 |
| KR1019920003527A KR0137452B1 (ko) | 1991-03-07 | 1992-03-04 | 내연기관용 노킹 검출장치와 그 방법 |
| DE4206809A DE4206809C2 (de) | 1991-03-07 | 1992-03-04 | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung des von einem Verbrennungsmotor erzeugten Klopfens |
| US07/847,691 US5347846A (en) | 1991-03-07 | 1992-03-06 | Knocking detecting device for internal combustion engine and method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3065262A JP2587543B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | ノッキング検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04279751A true JPH04279751A (ja) | 1992-10-05 |
| JP2587543B2 JP2587543B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=13281829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3065262A Expired - Lifetime JP2587543B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | ノッキング検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5347846A (ja) |
| JP (1) | JP2587543B2 (ja) |
| KR (1) | KR0137452B1 (ja) |
| DE (1) | DE4206809C2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008057531A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-13 | Ifp | 内燃機関の燃焼状態の指標をリアルタイムで求める方法 |
| JP2011032993A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の制御装置 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4211645A1 (de) * | 1992-04-07 | 1993-10-14 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung des Klopfens einer Brennkraftmaschine |
| JP3082634B2 (ja) * | 1995-03-23 | 2000-08-28 | トヨタ自動車株式会社 | プレイグニッション検出装置 |
| JPH0921344A (ja) * | 1995-07-05 | 1997-01-21 | Hitachi Ltd | エンジン制御装置 |
| US5675505A (en) * | 1995-07-10 | 1997-10-07 | Chrysler Corporation | Sine on random data analysis method for simulating engine vibration |
| US6572501B2 (en) * | 1999-04-29 | 2003-06-03 | Gerhard Winklhofer | Method and device for reducing vibrations of a control chain in a camshaft drive of an internal combustion engine |
| US7035718B2 (en) * | 2004-01-27 | 2006-04-25 | General Electric Company | Method and System for detecting and reducing draft tube pressure fluctuations |
| JP2006226967A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Toyota Motor Corp | 内燃機関のノッキング判定装置 |
| EP1698775B1 (de) * | 2005-03-03 | 2008-02-27 | Ford Global Technologies, LLC | Vorrichtung und Verfahren zur Regelung des Verbrennungsverhaltens einer Brennkraftmaschine |
| US7810469B2 (en) * | 2006-09-06 | 2010-10-12 | Ford Global Technologies, Llc | Combustion control based on a signal from an engine vibration sensor |
| US7370634B2 (en) * | 2006-09-11 | 2008-05-13 | Ford Global Technologies, Llc | Internal combustion engine spark timing control system |
| JP4490455B2 (ja) * | 2006-10-06 | 2010-06-23 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関のノッキング判定装置、ノッキング判定方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体 |
| JP5843652B2 (ja) * | 2012-02-20 | 2016-01-13 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関のノック制御装置 |
| DE102013216199A1 (de) * | 2013-08-15 | 2015-02-19 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Klopferkennung einer Brennkraftmaschine |
| DE102013017754A1 (de) * | 2013-10-24 | 2015-04-30 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Steuermittel und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| DE102015008134A1 (de) | 2015-06-24 | 2016-12-29 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Kraftfahrzeug mit Halterung für Warndreieck |
| CN108603458B (zh) * | 2016-02-16 | 2021-05-11 | 日立汽车系统株式会社 | 爆燃检测装置、内燃机控制装置 |
| CN106762133B (zh) * | 2016-11-28 | 2019-11-22 | 天津大学 | 一种基于震动的早燃和爆震检测系统及其检测方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5845520A (ja) * | 1981-09-11 | 1983-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ノツキング検出装置 |
| US4750103A (en) * | 1984-06-29 | 1988-06-07 | Nissan Motor Company, Limited | System and method for detecting and controlling knocking in an internal combustion engine |
| JPS6296778A (ja) * | 1985-10-22 | 1987-05-06 | Nissan Motor Co Ltd | 点火時期制御装置 |
| JPH02168124A (ja) * | 1988-12-22 | 1990-06-28 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関のノッキング検出装置 |
| DE3911554A1 (de) * | 1989-04-08 | 1990-10-11 | Pierburg Gmbh | Verfahren und einrichtung zur klopfsignalerfassung |
| DE69017063T2 (de) * | 1989-04-14 | 1995-09-21 | Hitachi Ltd | Motorüberwacher, ausgerüstet mit Klopfdetektor. |
| DE3917907A1 (de) * | 1989-06-01 | 1990-12-06 | Siemens Ag | Klopfsignal-erfassungs- und auswerteverfahren zum betrieb eines otto-motors dicht unterhalb der klopfgrenze |
-
1991
- 1991-03-07 JP JP3065262A patent/JP2587543B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-04 KR KR1019920003527A patent/KR0137452B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-03-04 DE DE4206809A patent/DE4206809C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-03-06 US US07/847,691 patent/US5347846A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2011032993A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4206809A1 (de) | 1992-09-10 |
| JP2587543B2 (ja) | 1997-03-05 |
| KR0137452B1 (ko) | 1998-05-01 |
| US5347846A (en) | 1994-09-20 |
| KR920018343A (ko) | 1992-10-21 |
| DE4206809C2 (de) | 1995-10-05 |
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