JPH0489535A - Detecting device of knocking of internal combustion engine - Google Patents

Detecting device of knocking of internal combustion engine

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JPH0489535A
JPH0489535A JP20251090A JP20251090A JPH0489535A JP H0489535 A JPH0489535 A JP H0489535A JP 20251090 A JP20251090 A JP 20251090A JP 20251090 A JP20251090 A JP 20251090A JP H0489535 A JPH0489535 A JP H0489535A
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knocking
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frequency
simulated data
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Abstract

PURPOSE:To ensure the precision of frequency analysis from the initial stage of a section of analysis and thereby to improve the precision of detection by making a filter take in simulated data when a plurality of specific frequency components are extracted from a detection signal of a vibration sensor. CONSTITUTION:A vibration sensor detects the vibration of an engine, a detection signal is subjected to A/D conversion and digital data are obtained therefrom. The data are inputted to a comb filter and the data subjected to the A/D conversion and data delayed by delay elements in a plurality of stages are added up. The data processed in the filter are inputted to a plurality of resonators, and a knocking discriminating means conducts an arithmetic processing of the digital data on a plurality of specific frequency components obtained through the resonators in a prescribed section of frequency analysis and discriminates the occurrence of knocking. Meanwhile, a means of taking in simulated data makes the filter take in simulated data forcedly in a prescribed section just before the prescribed section of frequency analysis. According to this constitution, an initial performance of the frequency analysis in the initial stage of the section of frequency analysis can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〈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関し、詳しく
は、機関振動の検出信号からノッキング発生を検出する
装置の改善技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a knocking detection device for an internal combustion engine, and more particularly to a technique for improving a device that detects the occurrence of knocking from an engine vibration detection signal.

〈従来の技術〉 内燃機関において、所定レベル以上のノッキングか発生
すると、出力を低下させるのみならず、衝撃により吸・
排気パルプやピストンに悪影響を及はすため、ノッキン
グを検出して点火時期を補正することにより速やかにノ
ッキングを回避するようにした点火時期制御装置を備え
ているものかある(特開昭58−105036号公報等
参照)。
<Prior art> When knocking occurs above a predetermined level in an internal combustion engine, it not only reduces the output but also causes suction and
Some models are equipped with an ignition timing control device that detects knocking and corrects the ignition timing to quickly avoid knocking, since it has a negative effect on the exhaust pulp and pistons (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-1999). (See Publication No. 105036, etc.).

かかるノッキング発生による点火時期補正のためのノッ
キング検出は、従来以下のようにして行っていた。即ち
、第5図に示すように、圧電素子によって振動レベルに
応じた検出信号を出力するノックセンサ11を機関のシ
リンダブロック等に取付け、相互に異なる中心周波数に
設定されたバンドパスフィルター13.14.15によ
って前記ノックセンサ11の検出信号からノッキング特
有の周波数の成分をそれぞれ取り出し、抵抗Rとコンデ
ンサCとからなるノイズフィルターを通過させた後、ア
ナログ/デジタル(以下、単にA/Dとする。)変換器
16でA/D変換してマイクロコンピュータ17に入力
させる。
Knocking detection for correcting the ignition timing due to the occurrence of knocking has conventionally been performed as follows. That is, as shown in FIG. 5, a knock sensor 11 that outputs a detection signal according to the vibration level using a piezoelectric element is attached to a cylinder block of an engine, etc., and band-pass filters 13 and 14 set to mutually different center frequencies are used. .15, frequency components specific to knocking are extracted from the detection signal of the knock sensor 11, passed through a noise filter consisting of a resistor R and a capacitor C, and then analog/digital (hereinafter simply referred to as A/D). ) A/D conversion is performed by the converter 16 and input to the microcomputer 17.

そして、マイクロコンピュータ17ては、バンドパスフ
ィルター13.14.15によって所定区間に得られた
各周波数成分の非ノツキング時とノッキング時とのレベ
ル差や特定周波数の波形の時間的な変化特性等に基づい
てノッキングの発生を検出する。
The microcomputer 17 then checks the level difference between non-knocking and knocking of each frequency component obtained in a predetermined interval by the bandpass filter 13, 14, 15, the temporal change characteristics of the waveform of a specific frequency, etc. The occurrence of knocking is detected based on the

また、第6図に示すように、ノッキングセンサ11の検
出信号をそのままA/D変換器16でA/D変換してマ
イクロコンピュータ17に入力させ、マイクロコンピュ
ータ17で高速フーリエ変換(FFT)等の演算によっ
て信号解析を行って、ノッキング特有の周波数成分を取
り出し、前述のようにノッキング発生を検出する場合も
ある。
Further, as shown in FIG. 6, the detection signal of the knocking sensor 11 is A/D converted by the A/D converter 16 and inputted to the microcomputer 17. In some cases, the occurrence of knocking is detected as described above by performing signal analysis through calculations and extracting frequency components specific to knocking.

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記の第5図に示すようにバンドパスフィル
ターによってノッキング振動か顕著となる周波数成分を
取り出す構成の場合、複数種の周波数成分によってノッ
キングを検出しようとすると、それだけ部品点数か多く
なり、また、フィルタか多くなる分だけマツチング時間
を要するため、コスト高になってしまうという問題かあ
る。
<Problems to be Solved by the Invention> By the way, in the case of a configuration in which a band-pass filter is used to extract frequency components that are noticeable as knocking vibrations, as shown in FIG. 5 above, when trying to detect knocking using multiple types of frequency components, However, the number of parts increases accordingly, and matching time is required as the number of filters increases, resulting in an increase in cost.

また、第6図に示すような構成によりマイクロコンピュ
ータ内で高速フーリエ変換演算なとの信号解析を行わせ
周波数スペクトルを求める場合には、部品点数やマツチ
ング時間の増大という前記アナログのバンドパスフィル
ターを用いた場合の欠点を解消できるが、演算のために
多くのメモリ容量を必要とすると共に、演算に比較的長
い時間を要するために、抽出した特定周波数成分の強度
の時間的推移をリアルタイムに得ることができないため
、強度の時間的推移に基づくノッキング検出が行えない
という問題がある。
Furthermore, when using the configuration shown in Figure 6 to perform signal analysis such as fast Fourier transform calculations in a microcomputer to obtain a frequency spectrum, it is difficult to use the analog bandpass filter, which increases the number of parts and the matching time. However, since the calculation requires a large amount of memory capacity and takes a relatively long time, it is possible to obtain the temporal change in the intensity of the extracted specific frequency component in real time. Therefore, there is a problem in that knocking cannot be detected based on the temporal change in intensity.

このため、ノックセンサの検出信号をA/D変換し、か
かるデジタルデータを遅延素子と加算器とを含んで構成
されるくし形フィルタと、共振器との組み合わせからな
るデジタルフィルタに入力させることによって、ノック
センサの検出信号から複数の周波数成分を抽出する方式
の採用を勘案した。
Therefore, by A/D converting the detection signal of the knock sensor and inputting the digital data to a digital filter consisting of a combination of a comb filter including a delay element and an adder, and a resonator. , we considered adopting a method that extracts multiple frequency components from the detection signal of the knock sensor.

しかしながら、前記のようなデジタルフィルタを用い、
所定の周波数分析区間(例えばATDC10°〜60°
)においてノックセンサの検出信号から抽出した特定周
波数成分を分析してノッキングを検出させようとすると
きに、前記周波数分析区間に入ってから、くし形フィル
タの各遅延素子に周波数分析区間内での検出信号のデー
タか満たされるまでの間、周波数分析区間内における周
波数分析を正確に行えないという問題があった。
However, using a digital filter as described above,
A predetermined frequency analysis interval (e.g. ATDC 10° to 60°
), when attempting to detect knocking by analyzing the specific frequency component extracted from the detection signal of the knock sensor, after entering the frequency analysis interval, each delay element of the comb filter is There is a problem in that the frequency analysis within the frequency analysis section cannot be performed accurately until the detection signal data is satisfied.

即ち、例えば周波数分析区間に入ってからくし形フィル
タにデータを取り込ませるようにした場合、周波数分析
区間に入ってくし形フィルタに対するデータの取り込み
を開始させるときには遅延素子は空の状態であり、初段
の遅延素子に取り込まれた最初の入力データか順送りさ
れて出力されるようになるまでの間は、所望の周波数数
分析が行えなかったものである。また、常時くし形フィ
ルタにデータを入力させるようにした場合でも、周波数
分析区間の初期には、該分析区間の前にくし形フィルタ
に取り込まれたデータか遅延素子から全て吐き出される
まての間は、精度の良い周波数分析が行えなかった。
In other words, for example, if the comb filter starts to take in data after entering the frequency analysis section, the delay element is in an empty state and the first stage is The desired frequency analysis cannot be performed until the first input data taken into the delay element is sequentially fed and output. Furthermore, even if data is always input to the comb filter, at the beginning of the frequency analysis interval, the data that was taken into the comb filter before the analysis interval is being output from the delay element. It was not possible to perform accurate frequency analysis.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、くし形
フィルタと共振器とからなるデジタルフィルタを用いて
ノックセンサの検出信号から特定周波数成分を抽出して
ノッキング検出を行うときに、所定の周波数分析区間に
おいて精度良く周波数の分析か行えるようにして、所定
分析区間の初期から精度の良いノッキング検出か行える
ようにすることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and uses a digital filter consisting of a comb filter and a resonator to extract a specific frequency component from the detection signal of a knock sensor to detect knocking. It is an object of the present invention to enable accurate frequency analysis in a frequency analysis section and to perform accurate knocking detection from the beginning of a predetermined analysis section.

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明にかかる内燃機関のノッキング検出装置
は第1図に示すように構成される。
<Means for Solving the Problems> Therefore, a knocking detection device for an internal combustion engine according to the present invention is configured as shown in FIG.

第1図において、振動センサは、機関本体に付設されて
機関振動を検出し、二の振動センサの検出信号かA/D
変換器によってA/D変換されて機関振動のデジタルデ
ータを得る。
In Fig. 1, the vibration sensor is attached to the engine body to detect engine vibration, and the detection signal of the second vibration sensor is
A/D conversion is performed by a converter to obtain digital data of engine vibration.

そして、この機関振動のデジタルデータは、くし形フィ
ルタに入力されて処理される。このくし形フィルタは、
A/D変換された検出信号を入力する複数段の遅延素子
と、A/D変換器でA/D変換されたデータとA/D変
換変換前記複数段の遅延素子で遅延されたデータとを加
算する加算器とを含んで構成されている。
This digital data of engine vibration is then input to a comb filter and processed. This comb filter is
A plurality of stages of delay elements into which A/D converted detection signals are input; data A/D converted by the A/D converter; and data delayed by the plurality of stages of delay elements. It is configured to include an adder that performs addition.

かかるくし形フィルタで処理されたデータは、相互に異
なる周波数成分に共振する複数の共振器にそれぞれ入力
され、ノッキング判別手段は、所定周波数分析区間にお
いて前記複数の共振器を介して得られる複数の特定周波
数成分のデジタルデータを演算処理してノッキング発生
を判別する。
The data processed by the comb filter is input to a plurality of resonators resonating with mutually different frequency components, and the knocking determination means uses the plurality of resonators obtained through the plurality of resonators in a predetermined frequency analysis interval. The occurrence of knocking is determined by processing digital data of specific frequency components.

一方、模擬データ取込み手段は、所定周波数分析区間の
直前の所定区間において前記くし形フィルタに模擬デー
タを強制的に取り込ませる。
On the other hand, the simulated data acquisition means forces the comb filter to acquire simulated data in a predetermined section immediately before the predetermined frequency analysis section.

ここで、前記模擬データ取込み手段でくし形フィルタに
取り込ませる模擬データを、ノッキング非発生時におけ
る前記振動センサの検出信号に略相当する各気筒別のデ
ータとすることか好ましい。
Here, it is preferable that the simulated data imported into the comb filter by the simulated data importing means be data for each cylinder that substantially corresponds to the detection signal of the vibration sensor when no knocking occurs.

〈作用〉 かかる構成によると、くし形フィルタと複数の共振器と
の構成によって振動センサの検出信号から複数の特定周
波数成分か抽出され、ノッキング判別手段は、所定周波
数分析区間において前述のように抽出される複数の特定
周波数成分のデジタルデータを演算処理してノッキング
を判別するが、前記所定周波数分析区間の直前の所定区
間において前記くし形フィルタには模擬データか取り込
まれる。これにより、所定周波数分析区間になったとき
に、遅延素子にデータか空であったり、また、分析区間
の前の不要なデータか取り込まれていたりすることを回
避し、所定周波数分析区間の初回からくし形フィルタの
遅延素子から前記模擬ブタを出力させることか可能とな
り、これにより、周波数分析区間初期における周波数分
析の立ち上かり性能を改善てきるものである。
<Operation> According to this configuration, a plurality of specific frequency components are extracted from the detection signal of the vibration sensor by the configuration of the comb filter and the plurality of resonators, and the knocking discriminating means extracts the frequency components as described above in the predetermined frequency analysis interval. Knocking is determined by arithmetic processing of digital data of a plurality of specific frequency components, and simulated data is taken into the comb filter in a predetermined section immediately before the predetermined frequency analysis section. As a result, when the predetermined frequency analysis section is reached, it is avoided that the delay element is empty or contains unnecessary data before the analysis section. It becomes possible to output the simulated pig from the delay element of the comb-shaped filter, thereby improving the start-up performance of frequency analysis at the beginning of the frequency analysis section.

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。<Example> The present invention will be explained in detail below.

一実施例を示す第2図において、図示しない内燃機関の
シリンダブロックに付設されたノックセンサ(振動セン
サ)lは、圧電素子を内蔵し、機関振動に応じた波形の
検出(電圧)信号を出力する。
In FIG. 2 showing one embodiment, a knock sensor (vibration sensor) l attached to a cylinder block of an internal combustion engine (not shown) has a built-in piezoelectric element and outputs a waveform detection (voltage) signal according to engine vibration. do.

前記ノックセンサ】の検出信号(アナログ信号)は、A
/D変換器2てA/D変換されてくし形フィルタ3に入
力される。
The detection signal (analog signal) of the knock sensor is A
The signal is A/D converted by a /D converter 2 and input to a comb filter 3.

前記くし形フィルタ3は、抽出周波数の数に対応する複
数段の単位遅延素子からなる遅延回路4と、この遅延回
路4を迂回したデータから遅延回路4の出力データを減
算する加算器5とから構成されており、このくし形フィ
ルタ3には、ノックセンサ1の検出信号から抽出したい
周波数の数に対応する数の共振器6a〜6eか並列接続
された回路か縦接接続されている。
The comb filter 3 includes a delay circuit 4 consisting of a plurality of stages of unit delay elements corresponding to the number of extraction frequencies, and an adder 5 that subtracts the output data of the delay circuit 4 from the data bypassing the delay circuit 4. The comb filter 3 is connected in tandem with a number of resonators 6a to 6e or parallel-connected circuits corresponding to the number of frequencies to be extracted from the detection signal of the knock sensor 1.

前記共振器6a〜6eは、相互に異なる特定周波数成分
に共振するようにしてあり、本実施例では、かかる共振
周波数をノッキング振動か顧著に表れるとされている周
波数域7kHz〜9 kHzに従い7kHz、8kHz
、9kHz、10kHz。
The resonators 6a to 6e are configured to resonate at specific frequency components that are different from each other, and in this embodiment, the resonance frequency is set to 7kHz in accordance with the frequency range of 7kHz to 9kHz that is said to appear in knocking vibrations. ,8kHz
, 9kHz, 10kHz.

11kHzとしである。但し、抽出する周波数成分の数
及び各々の周波数を上記に限定するものではない。
The frequency is 11kHz. However, the number of frequency components to be extracted and each frequency are not limited to the above.

前記くし形フィルタ3において、遅延回路4をバイパス
させたデータから遅延回路4て遅延されたデータを減算
することによって、検出信号レベルを全体的に減衰させ
ると共に、特に遅延時間に対応する周波数を加算器5て
消し合わせて、周波数特性として所謂くし形となる結果
か得るようになっている。
In the comb filter 3, by subtracting the data delayed by the delay circuit 4 from the data bypassed by the delay circuit 4, the detected signal level is attenuated as a whole, and in particular, the frequency corresponding to the delay time is added. 5, and a so-called comb-shaped result is obtained as a frequency characteristic.

これにより、加算器5で消し合わされる信号に基づいて
各共振器6a〜6eが共振し続けることを抑止でき、各
周波数成分の強度が逐次得られるものである。
Thereby, it is possible to prevent the resonators 6a to 6e from continuing to resonate based on the signals canceled by the adder 5, and the intensity of each frequency component can be obtained sequentially.

前記各共振器6a〜6eの出力、即ち、各周波数成分毎
の強度信号は、マイクロコンピュータ7に入力されるよ
うになっており、マイクロコンピュータ7は、クランク
角センサ8からの検出信号に基づいて検出される所定の
周波数分析区間(本実施例ではATDCIO°〜60°
)において前記各共振器6a〜6eを介して入力される
ノックセンサ1の特定周波数成分を分析することにより
、図示しない内燃機関におけるノッキング発生を検出し
、該検出結果に基づいて点火装置9における点火時期を
制御することによって、ノッキングを速やかに回避しつ
つ、点火時期を進角制御するようになっている。
The outputs of the resonators 6a to 6e, that is, the intensity signals for each frequency component, are input to a microcomputer 7. A predetermined frequency analysis interval to be detected (in this example, ATDCIO° to 60°
), the occurrence of knocking in the internal combustion engine (not shown) is detected by analyzing the specific frequency components of the knock sensor 1 inputted through the resonators 6a to 6e, and the ignition device 9 controls the ignition based on the detection result. By controlling the timing, knocking can be quickly avoided and the ignition timing can be advanced.

上記のように、マイクロコンピュータ7は、周波数分析
区間に各共振器6a〜6eを介して入力される周波数成
分に基づいてノッキング検出を行うか、本発明にかかる
構成として、前記分析区間の直前の模擬データ取込み区
間において、前記くし形フィルタ3にノックセンサ1の
検出信号のA/D変換値ではなく模擬データを強制的に
取り込ませる制御を行うため(第4図参照)、くし形フ
ィルタ3の入力かA/D変換器2からのものとマイクロ
コンピュータ7からのものに切り換えられるようになっ
ている。
As described above, the microcomputer 7 performs knocking detection based on the frequency components inputted into the frequency analysis section via the resonators 6a to 6e, or, as a configuration according to the present invention, the In the simulated data acquisition period, in order to perform control to force the comb filter 3 to acquire simulated data instead of the A/D conversion value of the detection signal of the knock sensor 1 (see FIG. 4), the comb filter 3 is The input can be switched between the input from the A/D converter 2 and the input from the microcomputer 7.

即ち、本来は周波数分析区間で取り込んだデータを遅延
回路4から出力させて加算器5で加算処理させることか
分析区間における周波数分析の上から望まれるか、本実
施例てATDCIO°〜6C10である所定周波数分析
区間の初期においては、前記遅延回路4は分析区間の直
前に取り込んでいるデータを出力することになってしま
うのて、所定周波数分析区間に入る前の模擬データ取込
み区間において所定の模擬データをくし形フィルタ3に
取り込ませておいて、ATDCIO°〜60°間て取り
込まれたデータが遅延回路4から出力されるまでの間は
、前記模擬データが遅延回路4から出力されるようにす
るものである。
That is, it is originally desirable to output the data taken in the frequency analysis section from the delay circuit 4 and perform addition processing in the adder 5, or from the viewpoint of frequency analysis in the analysis section, this embodiment is ATDCIO° ~ 6C10. At the beginning of the predetermined frequency analysis section, the delay circuit 4 outputs the data that was captured immediately before the analysis section. The data is taken into the comb filter 3, and the simulated data is output from the delay circuit 4 until the data taken in between ATDCIO° and 60° is output from the delay circuit 4. It is something to do.

従って、前記模擬データを周波数分析区間で得られると
予測される基本データ(非ノツキング時の周波数強度デ
ータ)に設定すれば、周波数分析区間に入った初期から
略所望の周波数分析を行わせることができ、実際に分析
区間で入力したデータか遅延回路4から出力されるまで
の間に周波数分析の精度が悪化することを防止でき、以
て、周波数分析区間の検出データに基づくノッキング検
出精度を向上させることかてきる。
Therefore, if the simulated data is set to the basic data (frequency intensity data when not knocking) that is predicted to be obtained in the frequency analysis section, it is possible to perform almost the desired frequency analysis from the beginning of entering the frequency analysis section. It is possible to prevent the accuracy of frequency analysis from deteriorating until the data actually input in the analysis section is output from the delay circuit 4, thereby improving the accuracy of knocking detection based on the detected data in the frequency analysis section. I can do it.

尚、前記模擬データを取り込ませる模擬データ取込み区
間は、遅延回路4における遅延特性に応じて決定し、少
なくとも、分析区間に入った初回においては、各遅延素
子にそれぞれ模擬データか取り込まれているようにすれ
ば良く、前記模擬データ取込み区間は、クランク角又は
時間で決定される。
The simulated data acquisition period in which the simulated data is taken in is determined according to the delay characteristics of the delay circuit 4, and at least the first time the analysis period is entered, the simulated data is taken into each delay element. The simulated data acquisition period may be determined by crank angle or time.

ここで、マイクロコンピュータ7か行うノッキング発生
検出の内容を、第3図のフローチャートに従って次に説
明する。
The details of the knocking detection performed by the microcomputer 7 will now be described in accordance with the flowchart of FIG.

尚、本実施例において、ノッキング判別手段。In this embodiment, the knocking determination means.

模擬データ取込み手段としての機能は、前記第3図のフ
ローチャートに示すように前記マイクロコンピュータ7
かソフトウェア的に備えている。
The function as a simulated data importing means is performed by the microcomputer 7 as shown in the flowchart of FIG.
Or is it prepared in terms of software?

第3図のフローチャートに示すプログラムは、予め設定
されている模擬データ取込み開始時期に割り込み実行さ
れるようになっている。
The program shown in the flowchart of FIG. 3 is executed by interruption at a preset time to start importing simulated data.

本実施例では、第4図に示すように、ノッキング判別の
ための周波数成分をサンプリングする周波数分析区間(
ATDCIO°〜60°)の直前の所定区間を模擬デー
タ取込み区間として、前記くし形フィルタ3に模擬デー
タを取り込ませるようになっており、クランク角センサ
8の出力によってかかる模擬データ取込み区間の開始時
期か検出されると、第3図のフローチャートに示すプロ
グラムか実行される。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the frequency analysis interval (
A predetermined interval immediately before ATDCIO°~60°) is set as a simulated data acquisition interval, and the comb filter 3 is configured to acquire simulated data, and the start time of this simulated data acquisition interval is determined by the output of the crank angle sensor 8. If detected, the program shown in the flowchart of FIG. 3 is executed.

まず、模擬データ取込み区間であるか否かの判別を行い
(Sl)、模擬データ取込み区間であるときには、マイ
クロコンピュータ7側から後述するノッキング判別のた
めに演算されている気筒別のバックグラウンドルベルB
GLに基づいた模擬データを出力させて、くし形フィル
タ3にかかる模擬データを強制的に取り込ませるように
する(S2)。
First, it is determined whether or not it is a simulated data acquisition period (Sl), and when it is a simulated data acquisition period, the background level B for each cylinder, which is calculated from the microcomputer 7 side for knocking determination to be described later, is performed.
The simulated data based on GL is output, and the simulated data applied to the comb filter 3 is forcibly taken in (S2).

前記バックグラウンドルベルBGLとは、後述するよう
に、各共振器6a〜6eを介して入力される各周波数成
分強度の周波数分析区間内における積分値をノッキング
非発生時に各周波数毎にそれぞれ加重平均したものであ
り、ノックセンサlに対する各気筒の距離のバラツキに
よって各気筒別に得られる強度レベルか異なるので、各
気筒別に設定するようにしている。
As will be described later, the background level BGL is a weighted average of the integral values of the intensities of each frequency component inputted through the resonators 6a to 6e within the frequency analysis interval for each frequency when no knocking occurs. Since the intensity level obtained for each cylinder differs depending on variations in the distance of each cylinder from the knock sensor l, it is set for each cylinder.

上記模擬データ取込み区間においては、例えは上記バッ
クグラウンドレベルBGLから、周波数分析区間におけ
る各周波数成分の強度の平均値を各気筒別に求めておい
て、この各気筒別の強度平均値の中から今回の燃焼気筒
に対応するものを選択してノッキング非発生状態に対応
する周波数強度の模擬データとし、A/D変換器2から
のデータの代わりにくし形フィルタに入力させるもので
ある。
In the above simulated data acquisition section, for example, from the background level BGL, the average value of the intensity of each frequency component in the frequency analysis section is calculated for each cylinder, and from this average intensity value for each cylinder, this time The data corresponding to the combustion cylinders are selected as simulated frequency intensity data corresponding to a state in which knocking does not occur, and are input to the comb filter instead of the data from the A/D converter 2.

このようにして模擬データ取込み区間中に、模擬データ
をくし形フィルタに入力させ、次に周波数分析区間(A
TDCIO°〜60°)に入ると(S3)、今度は、ノ
ックセンサ1の検出信号をA/D変換器2てA/D変換
したデータをくし形フィルタ3に入力させるようにする
(S4)。
In this way, the simulated data is input to the comb filter during the simulated data acquisition interval, and then the frequency analysis interval (A
TDCIO° to 60°) (S3), the detection signal of the knock sensor 1 is A/D converted by the A/D converter 2, and the data is input to the comb filter 3 (S4). .

そして、かかる周波数分析区間においてマイクロコンピ
ュータ7は各共振器6a〜6eから所定周期毎に出力さ
れる各周波数成分の強度を入力して逐次記憶する(S5
)。かかる周波数分析区間の初期においては、遅延回路
4から前記模擬データか出力されて、周波数分析区間の
初期から周波数分析の精度か略確保される。
Then, during this frequency analysis period, the microcomputer 7 inputs and sequentially stores the intensity of each frequency component output from each resonator 6a to 6e at a predetermined period (S5
). At the beginning of the frequency analysis section, the delay circuit 4 outputs the simulated data, and the accuracy of the frequency analysis is almost ensured from the beginning of the frequency analysis section.

周波数分析区間中に、各共振器6a〜6eからの所定周
期毎に出力されたデータを入力してそれぞれに記憶し、
周波数分析区間か経過すると、分析区間中に入力記憶し
たデータに基ついてメツキング判別を行う(S6)。
During the frequency analysis period, data output from each resonator 6a to 6e at a predetermined period is inputted and stored respectively,
When the frequency analysis interval has elapsed, a metering determination is performed based on the data input and stored during the analysis interval (S6).

即ち、周波数分析区間内で求められた強度の各周波数成
分毎の積分値を求め、各周波数成分毎の強度積分値と、
今回の燃焼気筒に対応して各周波数成分毎に演算されて
いるバックグラウンドルベルBGLとを比較する。前記
バックグラウンドレベルBGLは、周波数分析区間毎に
求められる各周波数成分の強度積分値の加重平均値であ
り、ノッキング判別された強度積分値か加重平均されな
いようにしである。
That is, the integral value for each frequency component of the intensity determined within the frequency analysis interval is determined, and the intensity integral value for each frequency component is calculated.
The background level BGL calculated for each frequency component corresponding to the current combustion cylinder is compared. The background level BGL is a weighted average value of the intensity integral values of each frequency component obtained for each frequency analysis section, so that the intensity integral value determined for knocking is not weighted averaged.

従って、前記バックグラウンドレベルBGLは、ノッキ
ングの非発生状態における機械振動のみを示す強度積分
値のレベルであると見做すことかでき、このバックグラ
ウンドレベルBGLを今回の周波数分析区間で求めた強
度積分値か越えた場合には、ノッキング発生によるもの
と判別される。
Therefore, the background level BGL can be considered to be the level of the intensity integral value indicating only the mechanical vibration in the state where knocking does not occur, and this background level BGL can be considered as the level of the intensity integral value that indicates only the mechanical vibration in the state where knocking does not occur. If the integral value is exceeded, it is determined that knocking has occurred.

尚、前述のようにノックセンサ1と各気筒との距離のば
らつきによる検出強度レベルの違いに対応すへく、各気
筒別かつ各周波数別にバックグラウンドレベルBGLが
設定されるようにしである。
As described above, the background level BGL is set for each cylinder and for each frequency in order to accommodate differences in detection intensity levels due to variations in the distance between the knock sensor 1 and each cylinder.

上記のようにしてノッキング判別を行うと、次にバック
グラウンドレベルBGLの更新演算を行う(S7)。今
回ノッキング非発生と判別されたときには、各周波数成
分毎にバックグラウンドレベルBGLと今回の積分値と
を加重平均し、かかる加重平均結果を新たなバックグラ
ウンドレベルBGLとして更新するか、ノッキング発生
か判別されたときには、今回ノッキング判別に用いた各
周波数成分毎のバックグラウンドレベルBGLを更新せ
ずに次回に持ち越す。
After knocking has been determined as described above, the background level BGL is then updated (S7). When it is determined that knocking has not occurred this time, the background level BGL and the current integral value are weighted averaged for each frequency component, and the weighted average result is updated as a new background level BGL, or it is determined whether knocking has occurred. When this happens, the background level BGL for each frequency component used for knocking determination this time is carried over to the next time without being updated.

尚、本実施例では、周波数分析区間において所定時間毎
に入力される周波数成分強度を、各周波数毎に積分し、
この強度積分値をバックグラウンドレベルBGLと比較
することによってノッキングを判別するようにしたか、
ノッキングの判別は上記実施例に限るものではなく、例
えは、周波数分析区間における周波数強度の変化特性に
基ついてノッキングを検出するものであっても良い。
In this embodiment, the frequency component intensities input at predetermined time intervals in the frequency analysis interval are integrated for each frequency, and
Is knocking determined by comparing this intensity integral value with the background level BGL?
The determination of knocking is not limited to the above embodiment, and for example, knocking may be detected based on the change characteristics of frequency intensity in a frequency analysis section.

また、ノッキング非発生時の周波数分析区間内における
周波数強度の平均しへルを求めておいて、次回の同じ気
筒の燃焼行程に対応する周波数分析区間の直前の模擬デ
ータ取込み区間で前記平均レベルを模擬データとしてく
し形フィルタ3に取り込ませるようにしても良い。
In addition, the average level of the frequency intensity within the frequency analysis interval when knocking does not occur is determined, and the average level is calculated in the simulated data acquisition interval immediately before the frequency analysis interval corresponding to the next combustion stroke of the same cylinder. The data may be taken into the comb filter 3 as simulated data.

更に、運転条件別及び気筒別に模擬データを予め記憶さ
せておいて、該当する運転条件と燃焼行程気筒に対応す
る模擬データを検索し、周波数分析区間の直前の模擬デ
ータ取込み区間でくし形フィルタ3に取り込ませるよう
にしても良い。
Furthermore, simulated data is stored in advance for each operating condition and cylinder, and the simulated data corresponding to the relevant operating conditions and combustion stroke cylinder is searched, and the comb filter 3 is used in the simulated data acquisition section immediately before the frequency analysis section. It may also be possible to have it incorporated into.

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、くし形フィルタ
と共振器との組み合わせにより、振動センサの検出信号
から複数の特定周波数成分を抽出するときに、周波数分
析区間の直前の所定区間ににおいて、模擬データをくし
形フィルタに取り込ませるようにしたので、前記分析区
間の初期から周波数分析の精度を確保でき、以て、ノッ
キング検出精度を向上させることができるという効果か
ある。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, when a plurality of specific frequency components are extracted from a detection signal of a vibration sensor by a combination of a comb filter and a resonator, Since the simulated data is taken into the comb filter in a predetermined interval, the accuracy of frequency analysis can be ensured from the beginning of the analysis interval, thereby improving the knocking detection accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第3図は同上実施
例におけるくし形フィルタに対する入力切り換え及びノ
ッキング検出の内容を示すフローチャート、第4図は同
上実施例におけるくし形フィルタに対する入力切り換え
の様子を示すタイムチャート、第5図及び第6図はそれ
ぞれ従来のノッキング検出装置の一例を示すブロック図
である。 1・・・ノックセンサ(振動センサ)  2・・・A/
D変換器  3・・・くし形フィルタ  4・・・遅延
回路  5・・・加算器  6a〜6e−・・・共振器
7・・・マイクロコンピュータ  8・・・クランク角
センサ 特許出願人 日本電子機器株式会社 代理人 弁理士 笹 島 富二雄
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, Fig. 2 is a system schematic diagram showing an embodiment of the invention, and Fig. 3 shows contents of input switching and knocking detection for the comb filter in the above embodiment. FIG. 4 is a flowchart, FIG. 4 is a time chart showing the state of input switching to the comb filter in the above embodiment, and FIGS. 5 and 6 are block diagrams each showing an example of a conventional knocking detection device. 1... Knock sensor (vibration sensor) 2... A/
D converter 3...Comb filter 4...Delay circuit 5...Adder 6a-6e-...Resonator 7...Microcomputer 8...Crank angle sensor patent applicant Nippon Electronic Equipment Fujio Sasashima, Patent Attorney, Agent Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)機関本体に付設されて機関振動を検出する振動セ
ンサと、 該振動センサからの検出信号をアナログ/デジタル変換
するアナログ/デジタル変換器と、該アナログ/デジタ
ル変換器でアナログ/デジタル変換された検出信号を入
力する複数段の遅延素子と、該複数段の遅延素子で遅延
されたデータと前記アナログ/デジタル変換器の出力デ
ータとを加算する加算器とを含んで構成されたくし形フ
ィルタと、 該くし形フィルタの出力を入力し相互に異なる特定周波
数成分に共振する複数の共振器と、所定周波数分析区間
において前記複数の共振器を介して得られる複数の特定
周波数成分のデジタルデータを演算処理してノッキング
発生を判別するノッキング判別手段と、 前記所定周波数分析区間の直前の所定区間において前記
くし形フィルタに模擬データを強制的に取り込ませる模
擬データ取込み手段と、 を含んで構成された内燃機関のノッキング検出装置。
(1) A vibration sensor attached to the engine body that detects engine vibration, an analog/digital converter that converts the detection signal from the vibration sensor from analog to digital, and a signal that is converted from analog to digital by the analog/digital converter. a comb-shaped filter configured to include a plurality of stages of delay elements into which the detected signal is input, and an adder which adds the data delayed by the plurality of stages of delay elements and the output data of the analog/digital converter; , a plurality of resonators that input the output of the comb filter and resonate with mutually different specific frequency components, and calculate digital data of a plurality of specific frequency components obtained through the plurality of resonators in a predetermined frequency analysis interval. knocking determination means for processing to determine the occurrence of knocking; and simulated data importing means for forcibly importing simulated data into the comb filter in a predetermined section immediately before the predetermined frequency analysis section. Engine knocking detection device.
(2)前記模擬データ取込み手段でくし形フィルタに取
り込ませる模擬データが、ノッキング非発生時における
前記振動センサの検出信号に略相当する各気筒別のデー
タであることを特徴とする請求項1記載の内燃機関のノ
ッキング検出装置。
(2) The simulated data taken into the comb filter by the simulated data import means is data for each cylinder that substantially corresponds to the detection signal of the vibration sensor when no knocking occurs. knocking detection device for internal combustion engines.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002148292A (en) * 2000-11-08 2002-05-22 Hioki Ee Corp Digital flicker meter
JP2010180836A (en) * 2009-02-06 2010-08-19 Honda Motor Co Ltd Knocking detection device of internal combustion engine
JPWO2022038851A1 (en) * 2020-08-17 2022-02-24

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