JPH06186114A - Method and apparatus for control of knock - Google Patents

Method and apparatus for control of knock

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Publication number
JPH06186114A
JPH06186114A JP33923092A JP33923092A JPH06186114A JP H06186114 A JPH06186114 A JP H06186114A JP 33923092 A JP33923092 A JP 33923092A JP 33923092 A JP33923092 A JP 33923092A JP H06186114 A JPH06186114 A JP H06186114A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
knocking
frequency
index value
observation period
value
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP33923092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Ota
明宏 太田
Ryuichi Nakamura
隆一 中村
Masatsugu Kamimura
正継 上村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Ten Ltd filed Critical Denso Ten Ltd
Priority to JP33923092A priority Critical patent/JPH06186114A/en
Publication of JPH06186114A publication Critical patent/JPH06186114A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To comply easily with a difference in the type and the specifications of an internal combustion engine and to detect a knock with high accuracy. CONSTITUTION:In response to the output of a crank angle sensor, the period of a prescribed crank angle is set as obervation periods W1 in a period until the piston of a next cylinder reaches an upper end point after the piston of a cylinder entering an ignition stroke has reached an upper end point. The frequency of the output of a knock sensor is analyzed inside the observation periods W1. On the basis of the spectral distribution of its analyzed result, e.g. maximum values of spectral power are set as index values S1, S2,.... On the basis of the running average of the spectral power of the index values S1, S2,..., a knock judgment reference V is formed, and the ignition time is controlled so as to correspond to a judged result using the knock judgment reference V.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の点火時期制
御装置などで好適に実施されるノッキング制御方法およ
び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a knocking control method and device suitably implemented in an ignition timing control device for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の点火時期制御を行うにあたっ
て、従来から用いられているノッキング制御方法では、
内燃機関のノッキングによる振動を検出するノックセン
サからの出力のうち、ノッキングによる周波数成分のみ
をバンドパスフィルタによって濾波し、その濾波出力を
レベル弁別することによってノッキングの有無を判定
し、その判定結果に対応して点火進角量を制御するよう
に構成されている。前記ノックセンサは、シリンダブロ
ックに取付けられる、いわゆるピエゾ式の加速度センサ
や、シリンダ内圧を検出する圧力センサなどで実現され
る。
2. Description of the Related Art In the conventional knocking control method for controlling the ignition timing of an internal combustion engine,
Of the output from the knock sensor that detects vibration due to knocking of the internal combustion engine, only the frequency component due to knocking is filtered by a bandpass filter, and the presence or absence of knocking is determined by discriminating the level of the filtered output. It is configured to control the ignition advance amount correspondingly. The knock sensor is realized by a so-called piezo-type acceleration sensor attached to the cylinder block, a pressure sensor for detecting the cylinder internal pressure, or the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
前記バンドパスフィルタの中心周波数は、ノッキングに
よるシリンダブロックの共振周波数の代表値である、た
とえば7.1kHzに選ばれている。しかしながら実際
には、図13(1)で示す複数の各共振モードに対応し
て、共振周波数は図13(2)で示されるように変化す
る。この図13(1)はシリンダ内の圧力分布を示す図
であり、参照符+は相対的に圧力が高い領域を示し、参
照符−は相対的に圧力が低い領域を示す。
In the above-mentioned prior art,
The center frequency of the bandpass filter is selected to be a typical value of the resonance frequency of the cylinder block due to knocking, for example, 7.1 kHz. However, in reality, the resonance frequency changes as shown in FIG. 13 (2) corresponding to each of the plurality of resonance modes shown in FIG. 13 (1). FIG. 13 (1) is a diagram showing the pressure distribution in the cylinder. Reference numeral + indicates a region where the pressure is relatively high, and reference numeral − indicates a region where the pressure is relatively low.

【0004】図13(2)から明らかなように、共振モ
ードが異なると共振周波数も大きく異なってしまい、ま
たこの共振周波数は、内燃機関の気筒数や、検出すべき
気筒とセンサとの距離差によっても変化する。したがっ
て、内燃機関の種類や仕様毎に前記共振周波数がばらつ
いてしまい、前記バンドパスフィルタの共振周波数の合
わせ込みが煩雑になるという問題がある。
As is clear from FIG. 13 (2), the resonance frequency greatly differs when the resonance mode is different, and the resonance frequency depends on the number of cylinders of the internal combustion engine and the distance difference between the cylinder to be detected and the sensor. Also changes. Therefore, there is a problem in that the resonance frequency varies depending on the type and specifications of the internal combustion engine, and matching of the resonance frequencies of the bandpass filter becomes complicated.

【0005】また、排ガス浄化の観点や低燃費化の観点
から、自動車メーカでは圧縮比を上げることによってこ
れらの改善を図ろうとしている。しかしながら、高回転
側になるにつれて増加する前記7.1kHz以外の共振
周波数成分の影響を軽減するために、高回転時の点火時
期は低回転時の最適値よりも大きく遅角されている。
Further, from the viewpoint of exhaust gas purification and fuel consumption reduction, automobile manufacturers are trying to improve these by increasing the compression ratio. However, in order to reduce the influence of the resonance frequency component other than 7.1 kHz which increases as the rotation speed becomes higher, the ignition timing at the high rotation speed is retarded more than the optimum value at the low rotation speed.

【0006】本発明の目的は、内燃機関の種類や仕様の
違いに容易に対応することができるとともに、ノッキン
グを高精度に検出することができるノッキング制御方法
および装置を提供することである。
It is an object of the present invention to provide a knocking control method and device which can easily cope with different types and specifications of internal combustion engines and can detect knocking with high accuracy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、クランク角セ
ンサの出力に応答してピストンの上死点間の所定タイミ
ング間にノッキング観測期間を設定し、前記観測期間に
おいてノックセンサの出力の周波数解析を行い、その解
析結果のスペクトラム分布から、前記観測期間に亘るス
ペクトラムパワーに基づいて算出された値を指標値に設
定し、前記指標値に基づいてノッキング判定を行い、そ
の判定結果に対応して点火進角を制御することを特徴と
するノッキング制御方法である。
According to the present invention, a knocking observation period is set at a predetermined timing between the top dead centers of pistons in response to the output of a crank angle sensor, and the frequency of the output of the knock sensor during the observation period is set. Perform an analysis, set the value calculated based on the spectrum power over the observation period to the index value from the spectrum distribution of the analysis result, perform knocking determination based on the index value, and respond to the determination result. The knocking control method is characterized by controlling the ignition advance angle.

【0008】また本発明は、クランク角センサの出力に
応答してピストンの上死点間の所定タイミング間にノッ
キング観測期間を設定し、前記観測期間においてノック
センサの出力の周波数解析を行い、その解析結果のスペ
クトラム分布から、前記観測期間に亘って、ノッキング
の発生を表す信号成分を含んでいる可能性のある周波数
帯域を予め設定し、この周波数帯域におけるスペクトラ
ムパワーに基づいて算出された値を指標値に設定し、前
記指標値に基づいてノッキング判定基準を作成し、全て
の周波数におけるスペクトラムパワーの最大値がこの判
定基準以上であるか否かからノッキング判定を行い、そ
の判定結果に対応して点火進角を制御することを特徴と
するノッキング制御方法である。
Further, according to the present invention, in response to the output of the crank angle sensor, the knocking observation period is set at a predetermined timing between the top dead centers of the pistons, and the frequency of the output of the knock sensor is analyzed during the observation period. From the spectrum distribution of the analysis result, a frequency band that may contain a signal component indicating the occurrence of knocking is preset over the observation period, and a value calculated based on the spectrum power in this frequency band is set. Set to the index value, create a knocking judgment standard based on the index value, perform knocking judgment from whether the maximum value of the spectrum power at all frequencies is above this judgment standard, and respond to the judgment result. The knocking control method is characterized by controlling the ignition advance angle.

【0009】さらにまた本発明は、クランク角センサの
出力に応答してピストンの上死点間の所定タイミング間
にノッキング観測期間を設定し、前記観測期間において
ノックセンサの出力の周波数解析を行い、その解析結果
のスペクトラム分布から、前記観測期間に亘って、ノッ
キングの発生を表す信号成分を含んでいる可能性のある
周波数帯域を予め設定し、この周波数帯域におけるスペ
クトラムパワーに基づいて算出された値を指標値に設定
し、前記指標値に基いてノッキング判定基準を作成し、
前記ノッキングの発生を表す信号成分を含んでいる可能
性のある周波数帯域内におけるスペクトラムパワーの最
大値がこの判定基準以上であるか否かからノッキング判
定を行い、その判定結果に対応して点火進角を制御する
ことを特徴とするノッキング制御方法である。
Further, according to the present invention, a knocking observation period is set at a predetermined timing between the top dead centers of the pistons in response to the output of the crank angle sensor, and the frequency of the knock sensor output is analyzed during the observation period. From the spectrum distribution of the analysis result, a frequency band that may include a signal component indicating the occurrence of knocking is preset over the observation period, and a value calculated based on the spectrum power in this frequency band. Is set as an index value, and a knocking determination standard is created based on the index value,
Knocking is determined based on whether or not the maximum value of the spectrum power in the frequency band that may include the signal component indicating the occurrence of knocking is equal to or greater than this criterion, and ignition progress is performed according to the result of the determination. It is a knocking control method characterized by controlling a corner.

【0010】また本発明は、クランク角センサの出力に
応答してピストンの上死点間の所定タイミング間にノッ
キング観測期間を設定し、前記観測期間においてノック
センサの出力の周波数解析を行い、その解析結果のスペ
クトラム分布から、前記観測期間に亘って、ノッキング
の発生を表す信号成分を含んでいる可能性のある複数の
各周波数帯域を予め設定し、前記各周波数帯域における
スペクトラムパワーに基づいて算出された値を指標値に
設定し、前記指標値に基づいてノッキング判定基準を作
成し、全ての周波数におけるスペクトラムパワーの最大
値がこの判定基準以上であるか否かからノッキング判定
を行い、その判定結果に対応して点火進角を制御するこ
とを特徴とするノッキング制御方法である。
Further, according to the present invention, in response to the output of the crank angle sensor, a knocking observation period is set at a predetermined timing between the top dead centers of the pistons, and the frequency of the output of the knock sensor is analyzed during the observation period. From the spectrum distribution of the analysis result, a plurality of frequency bands that may include a signal component indicating the occurrence of knocking are preset over the observation period, and are calculated based on the spectrum power in each frequency band. The determined value is set as an index value, a knocking determination standard is created based on the index value, and the knocking determination is performed based on whether or not the maximum value of the spectrum power at all frequencies is equal to or greater than this determination standard, and the determination is made. The knocking control method is characterized by controlling the ignition advance angle in accordance with the result.

【0011】さらにまた本発明は、クランク角センサの
出力に応答してピストンの上死点間の所定タイミング間
にノッキング観測期間を設定し、前記観測期間において
ノックセンサの出力の周波数解析を行い、その解析結果
のスペクトラム分布から、前記観測期間に亘って、ノッ
キングの発生を表す信号成分を含んでいる可能性のある
複数の各周波数帯域を予め設定し、前記各周波数帯域に
おけるスペクトラムパワーに基づいて算出された値を指
標値に設定し、前記指標値に基づいてノッキング判定基
準を作成し、前記ノッキングの発生を表す信号成分を含
んでいる可能性のある各周波数帯域内におけるスペクト
ラムパワーの最大値がこの判定基準以上であるか否かか
らノッキング判定を行い、その判定結果に対応して点火
進角を制御することを特徴とするノッキング制御方法で
ある。
Further, according to the present invention, in response to the output of the crank angle sensor, a knocking observation period is set at a predetermined timing between the top dead centers of the pistons, and the frequency of the output of the knock sensor is analyzed during the observation period. From the spectrum distribution of the analysis result, a plurality of frequency bands that may include a signal component representing the occurrence of knocking are preset over the observation period, and based on the spectrum power in each frequency band. The calculated value is set as an index value, a knocking determination standard is created based on the index value, and the maximum value of the spectrum power in each frequency band that may include a signal component representing the occurrence of the knocking. Knocking judgment is made based on whether or not is above this judgment criterion, and the ignition advance angle can be controlled according to the judgment result. A knock control method according to claim.

【0012】また本発明は、クランク角センサの出力に
応答してピストンの上死点間の所定タイミング間にノッ
キング観測期間を設定し、前記観測期間においてノック
センサの出力の周波数解析を行い、その解析結果のスペ
クトラム分布から、前記観測期間に亘って、ノッキング
の発生を表す信号成分を含んでいる可能性のある複数の
各周波数帯域を予め設定し、前記各周波数帯域毎にその
スペクトラムパワーに基づいて算出された値を指標値に
設定し、前記指標値に基づいて前記各周波数帯域毎にノ
ッキング判定基準を作成し、対応する周波数帯域内のス
ペクトラムパワーの少なくともいずれか1つが前記判定
基準以上であるか否かからノッキング判定を行い、その
判定結果に対応して点火進角を制御することを特徴とす
るノッキング制御方法である。
According to the present invention, the knocking observation period is set at a predetermined timing between the top dead centers of the pistons in response to the output of the crank angle sensor, and the frequency of the output of the knock sensor is analyzed during the observation period. From the spectrum distribution of the analysis result, a plurality of frequency bands that may include a signal component indicating the occurrence of knocking are preset over the observation period, and based on the spectrum power of each frequency band. The calculated value is set as an index value, a knocking determination standard is created for each of the frequency bands based on the index value, and at least one of the spectrum powers in the corresponding frequency band is equal to or greater than the determination standard. Knocking control characterized by performing knocking determination based on whether or not there is, and controlling the ignition advance angle according to the determination result. It is the law.

【0013】さらにまた本発明の前記指標値は、前記ス
ペクトラムパワーの最大値に設定されることを特徴とす
る。
Furthermore, the index value of the present invention is set to the maximum value of the spectrum power.

【0014】また本発明の前記指標値は、前記スペクト
ラムパワーの最大となる周波数と、該周波数に隣接する
周波数とのスペクトラムパワーの加算値に設定されるこ
とを特徴とする。
Further, the index value of the present invention is set to an addition value of spectrum powers of a frequency at which the spectrum power is maximum and a frequency adjacent to the frequency.

【0015】さらにまた本発明の前記指標値は、前記ス
ペクトラムパワーのピーク値を表す複数の各周波数と、
該周波数に隣接する周波数とのスペクトラムパワーの加
算値の最大値に設定されることを特徴とする。
Further, the index value of the present invention is a plurality of frequencies representing the peak value of the spectrum power,
It is characterized in that it is set to the maximum value of the added value of the spectrum power with the frequency adjacent to the frequency.

【0016】また本発明の前記指標値は、前記スペクト
ラムパワーの全周波数帯域に亘る加算値に設定されるこ
とを特徴とする。
Further, the index value of the present invention is set to an added value of the spectrum power over the entire frequency band.

【0017】さらにまた本発明は、内燃機関のノッキン
グを検出するノックセンサと、内燃機関の回転角度位置
を検出するクランク角センサと、前記クランク角センサ
の出力に応答して内燃機関のピストンの上死点間の所定
タイミング間に設定されるノッキング観測期間において
前記ノックセンサからの出力の周波数解析を行う解析手
段と、前記解析手段の解析結果から、前記観測期間に亘
る指標値を求める指標値設定手段と、前記指標値に基づ
いてノッキング判定を行い、その判定結果に対応して点
火進角を制御する制御手段とを含むことを特徴とするノ
ッキング制御装置である。
Furthermore, the present invention provides a knock sensor for detecting knocking of an internal combustion engine, a crank angle sensor for detecting a rotational angle position of the internal combustion engine, and a piston of the internal combustion engine in response to an output of the crank angle sensor. Analyzing means for performing frequency analysis of the output from the knock sensor in a knocking observation period set during a predetermined timing between dead points, and an index value setting for obtaining an index value over the observation period from the analysis result of the analyzing means. The knocking control device is characterized by including a means and a control means for performing knocking determination based on the index value and controlling the ignition advance angle in accordance with the determination result.

【0018】[0018]

【作用】本発明に従えば、クランク角センサの出力に応
答して、内燃機関がたとえば4気筒4サイクルの内燃機
関である場合には180°クランク角(以下、°CAと
いう)毎の、また6気筒である場合には120°CA毎
の、或る気筒のピストンが上死点に到達してから次の気
筒のピストンが上死点に到達するまでの期間において、
たとえば上死点から10°〜110°CA間がノッキン
グ観測期間に設定される。前記観測期間において、圧電
素子などで実現されるノックセンサの出力の周波数解析
が行われ、すなわち各周波数におけるスペクトラムパワ
ーが解析される。
According to the present invention, in response to the output of the crank angle sensor, when the internal combustion engine is, for example, a 4-cylinder 4-cycle internal combustion engine, every 180 ° crank angle (hereinafter referred to as ° CA), or In the case of 6 cylinders, in every 120 ° CA, in the period from when the piston of a certain cylinder reaches the top dead center to when the piston of the next cylinder reaches the top dead center,
For example, the knocking observation period is set between 10 ° and 110 ° CA from the top dead center. In the observation period, the frequency analysis of the output of the knock sensor realized by the piezoelectric element or the like is performed, that is, the spectrum power at each frequency is analyzed.

【0019】その解析結果のスペクトラム分布から、た
とえば前記観測期間に亘る全てのスペクトラムパワーの
最大値を指標値に設定し、または最大となる周波数と該
周波数に隣接する周波数とのスペクトラムパワーの加算
値を前記指標値に設定し、もしくはスペクトラムパワー
のピーク値を表す複数の各周波数と該周波数に隣接する
周波数とのスペクトラムパワーの加算値の最大値を前記
指標値に設定し、または全周波数帯域に亘るスペクトラ
ムパワーの加算値を指標値に設定する。
From the spectrum distribution of the analysis result, for example, the maximum value of all the spectrum power over the observation period is set as an index value, or the sum value of the spectrum power of the maximum frequency and the frequency adjacent to the frequency is set. To the index value, or set the maximum value of the sum of the spectrum power of a plurality of frequencies representing the peak value of the spectrum power and the frequency adjacent to the frequency to the index value, or in the entire frequency band The added value of the spectrum power over the range is set as the index value.

【0020】こうして求められた指標値に基づいて、た
とえば該指標値の予め定める演算タイミングだけ以前の
値までの平均値がノッキング判定基準に設定され、この
判定基準よりも今回の指標値が高いときにはノッキング
が発生しているものと判定し、点火進角量が小さく制御
される。
Based on the index value thus obtained, for example, an average value of the index values up to a value prior to the predetermined calculation timing is set as the knocking determination standard, and when the current index value is higher than this determination standard. It is determined that knocking has occurred, and the ignition advance amount is controlled to be small.

【0021】したがって、内燃機関の気筒数などの種類
や仕様の違いに対しても、またノッキングの振動モード
の違いに対しても、ノックセンサの出力からノッキング
成分を正確に抽出してノッキング判定を行うことがで
き、汎用性を向上することができるとともに、判定精度
を向上することができる。
Therefore, the knocking component is accurately extracted from the output of the knocking sensor for the knocking determination regardless of the difference in the type and specifications of the number of cylinders of the internal combustion engine, or the difference in the knocking vibration mode. This can be performed, the versatility can be improved, and the determination accuracy can be improved.

【0022】また本発明に従えば、前記周波数解析を行
った後、解析結果のスペクトラム分布から、ノッキング
の発生を表す信号成分を含んでいる周波数帯域だけ、す
なわちバルブ振動などによるノイズ成分を含んだ周波数
帯域を除いた残余の周波数帯域で指標値を設定する。該
指標値に基いて作成されたノッキング判定基準を、全て
の周波数におけるスペクトラムパワーの最大値が大きい
か否かでノッキング判定が行われる。
Further, according to the present invention, after the frequency analysis is performed, from the spectrum distribution of the analysis result, only the frequency band including the signal component indicating the occurrence of knocking, that is, the noise component due to the valve vibration is included. The index value is set in the remaining frequency band excluding the frequency band. Based on the knocking determination standard created based on the index value, knocking determination is performed based on whether or not the maximum value of spectrum power at all frequencies is large.

【0023】さらにまた本発明の他の実施例として、前
記ノッキング判定基準に対して、前記ノッキングの発生
を表す信号成分を含んでいる可能性のある周波数帯域内
のみにおけるスペクトラムパワーの最大値が、この判定
基準以上であるか否かから、ノッキング判定が行われて
もよい。
Further, as another embodiment of the present invention, the maximum value of the spectrum power within only the frequency band in which the signal component representing the occurrence of the knocking may be included with respect to the knocking criterion is: The knocking determination may be performed based on whether or not the determination criterion is equal to or more than this.

【0024】また本発明に従えば、ノッキングの発生を
表す信号成分を含んでいる可能性のある、たとえば7k
Hz、11kHz、13kHz、15kHzおよび19
kHzなどの周波数をほぼ中心周波数として、複数の各
周波数帯域を予め設定しておく。その設定しておいた周
波数帯域において、たとえば前記スペクトラムパワーの
最大値を、または最大となる周波数と該周波数に隣接す
る周波数とのスペクトラムパワーの加算値を、もしくは
スペクトラムパワーのピーク値を表す複数の各周波数と
該周波数に隣接する周波数とのスペクトラムパワーの加
算値の最大値を、または全周波数帯域に亘るスペクトラ
ムパワーの加算値を指標値に設定する。
Further, according to the present invention, there is a possibility that the signal component indicating occurrence of knocking is included, for example, 7k.
Hz, 11 kHz, 13 kHz, 15 kHz and 19
A plurality of frequency bands are set in advance with a frequency such as kHz as the center frequency. In the set frequency band, for example, the maximum value of the spectrum power, or the addition value of the spectrum power between the maximum frequency and the frequency adjacent to the frequency, or a plurality of the peak values of the spectrum power are displayed. The maximum value of the added value of the spectrum power of each frequency and the frequency adjacent to the frequency or the added value of the spectrum power over the entire frequency band is set as the index value.

【0025】こうして設定された指標値に基づいて、た
とえば該指標値の予め定める演算タイミングだけ以前の
値までの平均値がノッキング判定基準に設定される。こ
のノッキング判定基準に対して、全ての周波数における
スペクトラムパワーの最大値が、この判定基準以上とな
るとノッキング判定が行われる。
Based on the index value set in this way, for example, an average value of the index values up to a value before the predetermined calculation timing is set as the knocking determination standard. With respect to this knocking determination standard, knocking determination is performed when the maximum value of the spectrum power at all frequencies is equal to or higher than this determination standard.

【0026】さらにまた本発明の他の実施例として、前
記ノッキング判定基準に対して、前記ノッキングの発生
を表す信号成分を含んでいる可能性のある周波数帯域内
のみにおけるスペクトラムパワーの最大値が、この判定
基準以上であるか否かから、ノッキング判定が行われて
もよい。
Further, as another embodiment of the present invention, the maximum value of the spectrum power within only the frequency band that may include the signal component representing the occurrence of the knocking with respect to the knocking determination criterion is: The knocking determination may be performed based on whether or not the determination criterion is equal to or more than this.

【0027】また本発明に従えば、前記ノッキングの発
生を表す信号成分を含んでいる可能性のある複数の各周
波数帯域毎に、上述と同様にしてそれぞれ指標値を設定
しておく。この指標値に基づいて前述のようにノッキン
グ判定基準を作成し、その判定基準のいずれか1つより
も、各判定基準に対応する周波数帯域内のスペクトラム
パワーが大きいときにはノッキングが発生しているもの
と判定する。
Further, according to the present invention, the index value is set for each of the plurality of frequency bands that may include the signal component representing the occurrence of knocking in the same manner as described above. A knocking determination standard is created based on this index value as described above, and knocking occurs when the spectrum power in the frequency band corresponding to each determination standard is larger than any one of the determination standards. To determine.

【0028】さらにまた本発明に従えば、上述のような
ノッキング判定を行うにあたって、圧電素子などで実現
され、シリンダブロックなどに取付けられるノックセン
サと、クランク軸の回転角度位置を検出するクランク角
センサと、前記周波数解析を行う解析手段と、その解析
結果から前記指標値を求める指標値設定手段とを設け、
求められた指標値に基づいて制御手段が前述のようにノ
ッキング判定を行い、その判定結果に対応して点火進角
を制御する。
Further, according to the present invention, in performing the knocking determination as described above, a knock sensor which is realized by a piezoelectric element or the like and is mounted on a cylinder block or the like, and a crank angle sensor for detecting the rotational angular position of the crankshaft. And an analysis means for performing the frequency analysis, and an index value setting means for obtaining the index value from the analysis result,
Based on the obtained index value, the control means makes knocking determination as described above, and controls the ignition advance angle according to the determination result.

【0029】[0029]

【実施例】図1は、本発明の一実施例のノッキング制御
方法が用いられる内燃機関の点火時期制御装置1の電気
的構成を示すブロック図である。いわゆるピエゾ式の加
速度センサ等の圧電素子などで実現されるノックセンサ
2は、内燃機関のシリンダブロックなどに固定されてい
る。このノックセンサ2からの出力は、折返しノイズを
防止するために、たとえば遮断周波数が20kHzのロ
ーパスフィルタ(略称LPF)3を介してアナログ/デ
ジタル変換器4に入力される。
1 is a block diagram showing an electrical configuration of an ignition timing control system 1 for an internal combustion engine in which a knocking control method according to an embodiment of the present invention is used. The knock sensor 2, which is realized by a piezoelectric element such as a so-called piezo-type acceleration sensor, is fixed to a cylinder block of an internal combustion engine. The output from the knock sensor 2 is input to the analog / digital converter 4 via a low-pass filter (abbreviated as LPF) 3 having a cutoff frequency of 20 kHz, for example, in order to prevent aliasing noise.

【0030】一方、内燃機関の回転角度位置を検出する
ために設けられているクランク角センサ5からは、点火
行程に入ろうとする気筒のピストンが上死点に到達する
毎に、すなわちたとえば内燃機関が4気筒4サイクルの
内燃機関であるときには180°CA毎にクランクパル
スが導出され、また6気筒であるときには120°CA
毎にクランクパルスが導出される。前記クランクパルス
は、入力インタフェイス回路6を介してサンプリング信
号発生回路7に入力される。このサンプリング信号発生
回路7からは、前記クランクパルスに応答してサンプリ
ング信号が導出され、前記アナログ/デジタル変換器4
は、このサンプリング信号に同期して前記ノックセンサ
2からの出力を、たとえば40kHzのサンプリング周
波数でデジタル値に変換した後、周波数解析器8へ出力
する。
On the other hand, from the crank angle sensor 5 provided for detecting the rotational angle position of the internal combustion engine, each time the piston of the cylinder about to enter the ignition stroke reaches the top dead center, that is, for example, the internal combustion engine. Is a 4-cylinder 4-cycle internal combustion engine, a crank pulse is derived every 180 ° CA, and when it is 6-cylinder, 120 ° CA
A crank pulse is derived every time. The crank pulse is input to the sampling signal generating circuit 7 via the input interface circuit 6. A sampling signal is derived from the sampling signal generation circuit 7 in response to the crank pulse, and the analog / digital converter 4 outputs the sampling signal.
Converts the output from the knock sensor 2 into a digital value at a sampling frequency of, for example, 40 kHz in synchronization with the sampling signal, and then outputs the digital value to the frequency analyzer 8.

【0031】周波数解析器8は、いわゆるデジタルシグ
ナルプロセッサなどで実現され、前記サンプリング信号
に同期して、デジタル値に変換されたノックセンサ出力
を高速フーリエ変換(Fast Fourier Transformation)法
によって周波数解析を行い、その解析結果をノッキング
判定回路9に出力する。ノッキング判定回路9は後述す
るようにして、前記周波数解析器8の出力に基づいて作
成するノッキング周波数、ノッキング信号のみを通過さ
せるためにフィルタリングすべきノッキング周波数帯幅
および信号レベルからノッキング信号と判定するノッキ
ング判定基準Vに基づいて、ノッキングが発生している
か否かの判定を行い、その判定結果をマイクロコンピュ
ータなどで実現される制御回路11へ導出する。
The frequency analyzer 8 is realized by a so-called digital signal processor or the like, and carries out frequency analysis of the knock sensor output converted into a digital value by a fast Fourier transform method in synchronization with the sampling signal. , And outputs the analysis result to the knocking determination circuit 9. The knocking determination circuit 9 determines a knocking signal from the knocking frequency created based on the output of the frequency analyzer 8 and the knocking frequency band width and signal level to be filtered in order to pass only the knocking signal, as described later. Based on the knocking determination standard V, it is determined whether or not knocking has occurred, and the determination result is derived to the control circuit 11 realized by a microcomputer or the like.

【0032】前記制御回路11に関連して、吸気圧セン
サ12、冷却水温度センサ13、および吸気温度センサ
やスロットル弁開度センサなどの他のセンサ14が設け
られており、これらのセンサ12〜14の検出結果は入
力インタフェイス回路15を介してアナログ/デジタル
変換器16に入力され、デジタル値に変換された後、前
記制御回路11に入力されている。制御回路11にはま
た前記クランク角センサ5からのクランクパルスが入力
されており、制御回路11はこのクランクパルスに応答
して、ノッキング判定回路9の判定結果およびセンサ1
2〜14の検出結果に基づいて点火進角量を演算する。
こうして演算された点火進角量となるように、制御回路
11は出力インタフェイス回路17を介してイグナイタ
18へ点火信号を出力し、点火プラグ19の点火タイミ
ングを駆動制御する。このようにして、ノッキングの発
生を抑えて、大きな点火進角量で点火時期制御を行うこ
とができる。
In association with the control circuit 11, there are provided an intake pressure sensor 12, a cooling water temperature sensor 13, and other sensors 14 such as an intake temperature sensor and a throttle valve opening sensor. The detection result of 14 is input to the analog / digital converter 16 via the input interface circuit 15, converted into a digital value, and then input to the control circuit 11. The crank pulse from the crank angle sensor 5 is also input to the control circuit 11, and the control circuit 11 responds to the crank pulse by the determination result of the knocking determination circuit 9 and the sensor 1.
The ignition advance amount is calculated based on the detection results of 2 to 14.
The control circuit 11 outputs an ignition signal to the igniter 18 via the output interface circuit 17 so that the ignition advance amount thus calculated is obtained, and the ignition timing of the ignition plug 19 is drive-controlled. In this way, it is possible to suppress the occurrence of knocking and perform ignition timing control with a large ignition advance amount.

【0033】図2は、本発明のノッキング判定方法の基
本的な考え方を説明するための図である。ノックセンサ
2からの図2(1)で示される出力に対して、観測期間
W1は、ピストンの上死点(TDC)間において、前記
上死点から期間W2、たとえば10°CAだけ経過した
時点から、たとえば110°CAに到達するまでの期間
に設定される。
FIG. 2 is a diagram for explaining the basic idea of the knocking determination method of the present invention. 2 (1) from the knock sensor 2, the observation period W1 is between the top dead center (TDC) of the piston, when the period W2, for example, 10 ° CA, elapses from the top dead center. To 110 ° CA, for example.

【0034】今、内燃機関を4気筒4サイクルとし、ク
ランク角センサ5によって検出される内燃機関の回転速
度を3000rpmとするとき、前記上死点間は180
°CAとなり、その時間は10msecとなる。また、
前記期間W2が経過した観測期間W1の開始時点は前記
上死点から0.56msecだけ経過した時点であり、
該観測期間W1の終了時点は前記上死点から6.11m
secが経過した時点となる。
Now, when the internal combustion engine has four cylinders and four cycles, and the rotation speed of the internal combustion engine detected by the crank angle sensor 5 is 3000 rpm, the interval between the top dead centers is 180.
It becomes CA, and the time becomes 10 msec. Also,
The start time of the observation period W1 after the period W2 has elapsed is a time point after 0.56 msec from the top dead center,
The end of the observation period W1 is 6.11 m from the top dead center.
This is the time when sec has elapsed.

【0035】周波数解析器8は、前記観測期間W1内で
の全てのサンプリングデータに基づいて、図2(2)で
示されるように、複数の各周波数でのスペクトラムパワ
ーを解析する。ノッキング判定回路9は、その解析結果
に基づいて図2(3)で示されるように、各観測期間W
1における最大値Paを指標値Si,S(i+1),S
(i+2),…(総称するときは参照符Sで示す)に設
定し、それらの指標値から式1で示すようにフィルタ演
算を行い、ノッキング判定基準Vを求める。
The frequency analyzer 8 analyzes the spectrum power at each of a plurality of frequencies, as shown in FIG. 2B, based on all the sampling data within the observation period W1. Based on the analysis result, the knocking determination circuit 9 detects each observation period W as shown in FIG.
The maximum value Pa in 1 is the index values Si, S (i + 1), S
(I + 2), ... (Generally indicated by reference symbol S), and filter calculation is performed from these index values as shown in Expression 1 to obtain a knocking determination reference V.

【0036】 V=[S(i−1)+S(i−2)+…S(i−8)]/8 …(1) すなわち前回の指標値S(i−1)から、7演算周期以
前の指標値S(i−8)までの移動平均値がノッキング
判定基準Vとされる。
V = [S (i-1) + S (i-2) + ... S (i-8)] / 8 (1) That is, from the previous index value S (i-1), before 7 calculation cycles The moving average value up to the index value S (i-8) of is set as the knocking determination standard V.

【0037】ノッキング判定回路9は、こうして求めら
れたノッキング判定基準Vを今回の指標値Siが超える
とノッキングが発生しているものと判断し、制御回路1
1に点火進角量を小さくさせる。このようにして、ノッ
クセンサ2の出力に対応した点火時期制御が行われる。
The knocking determination circuit 9 determines that knocking has occurred when the index value Si of this time exceeds the knocking determination reference V thus obtained, and the control circuit 1
The ignition advance amount is reduced to 1. In this way, the ignition timing control corresponding to the output of the knock sensor 2 is performed.

【0038】ただし、前記式1で示される演算は、ノッ
キングが発生していないと判定された場合にのみ行われ
て前記ノッキング判定基準Vは更新される。すなわちた
とえば、指標値S(i−3)およびS(i−4)のとき
にノッキングが発生していると判定されると、これらの
データはノッキング判定基準Vの演算からは削除され、
このため指標値S(i−10)までのデータを用いて前
記ノッキング判定基準Vが演算されて更新される。
However, the calculation represented by the above equation 1 is performed only when it is determined that knocking has not occurred, and the knocking determination reference V is updated. That is, for example, when it is determined that knocking occurs at the index values S (i-3) and S (i-4), these data are deleted from the calculation of the knocking determination reference V,
Therefore, the knocking determination standard V is calculated and updated using the data up to the index value S (i-10).

【0039】図3は、具体的な指標値設定動作を説明す
るためのフローチャートである。ステップm1では、カ
ウンタのカウント値iが0にリセットされる。なお、こ
のカウント値iの最小値は0であり、最大値は、解析対
象周波数をf0〜fnHzとし、周波数解析器8の分解
能をfdHzとするとき、(fn−f0)/fdの整数
値となる。
FIG. 3 is a flow chart for explaining a concrete index value setting operation. In step m1, the count value i of the counter is reset to 0. The minimum value of the count value i is 0, and the maximum value is an integer value of (fn-f0) / fd when the analysis target frequency is f0 to fnHz and the resolution of the frequency analyzer 8 is fdHz. Become.

【0040】ステップm2では、全ての周波数について
のスペクトラムパワーの比較が終了したか否かが判断さ
れ、そうであるときには動作を終了し、そうでないとき
にはステップm3に移る。ステップm3ではi番目の周
波数fiのスペクトラムパワーPiが読込まれ、ステッ
プm4ではそれまでの最大値Paと今回のスペクトラム
パワーPiとが比較され、今回のスペクトラムパワーP
iが大きいときにはステップm5で前記最大値Paが今
回のスペクトラムパワーPiに更新された後、ステップ
m6に移り、そうでないときには直接ステップm6に移
る。ステップm6では、前記カウント値iに1が加算さ
れて更新された後、前記ステップm2に戻る。こうして
周波数f0〜fnに亘ってスペクトラムパワーPiの最
大値Paが検索され、検索された最大値Paが前記観測
期間W1の指標値Sとして設定される。
At step m2, it is judged whether or not the comparison of the spectrum powers for all the frequencies is completed. If so, the operation is ended, and if not so, the process proceeds to step m3. In step m3, the spectrum power Pi of the i-th frequency fi is read, and in step m4 the maximum value Pa up to that time and the spectrum power Pi of this time are compared, and the spectrum power P of this time is read.
When i is large, the maximum value Pa is updated to the spectrum power Pi of this time in step m5, and then the process proceeds to step m6. Otherwise, the process directly proceeds to step m6. In step m6, 1 is added to the count value i to update it, and then the process returns to step m2. In this way, the maximum value Pa of the spectrum power Pi is searched over the frequencies f0 to fn, and the searched maximum value Pa is set as the index value S of the observation period W1.

【0041】このようにして本発明に従うノッキング制
御方法では、内燃機関の気筒数などの種類や仕様の違い
に対しても、またノッキングの振動モードの違いに対し
ても、ノックセンサ2の出力からノッキング成分を正確
に抽出してノッキング判定を行うことができ、汎用性を
向上することができるとともに、判定精度を向上するこ
とができる。
As described above, in the knocking control method according to the present invention, the output of the knock sensor 2 is used to detect the difference in the type of the internal combustion engine, such as the number of cylinders, the specification, and the vibration mode of the knocking. The knocking component can be accurately extracted and knocking determination can be performed, so that versatility can be improved and determination accuracy can be improved.

【0042】図4は、本発明の他の実施例の動作を説明
するための図である。上述の実施例では、前記観測期間
W1内でノックセンサ2からの出力を周波数解析して得
られた複数の各周波数f0,f1,…,f(i−1),
fi,f(i+1),…,fnのスペクトラムパワーP
0,P1,…,Pnのうち、最大値が前記指標値Sに設
定されたのに対して、参照符fbで示される禁止帯域を
除く残余の周波数帯域での最大値が指標値Sに設定され
る。すなわち、前記禁止帯域fbは、参照符PBで示さ
れるバルブの開閉ノイズなどをノッキング信号成分と誤
検出することを防止し、ノッキング判定精度を向上する
ために設けられている。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of another embodiment of the present invention. In the above-described embodiment, a plurality of frequencies f0, f1, ..., F (i-1), obtained by frequency-analyzing the output from the knock sensor 2 within the observation period W1,
The spectrum power P of fi, f (i + 1), ..., Fn
Of 0, P1, ..., Pn, the maximum value is set to the index value S, whereas the maximum value in the remaining frequency band excluding the forbidden band indicated by reference numeral fb is set to the index value S. To be done. That is, the forbidden band fb is provided to prevent erroneous detection of valve opening / closing noise and the like indicated by the reference symbol PB as a knocking signal component, and improve knocking determination accuracy.

【0043】図5は、上述の図4で示される指標値設定
動作を説明するためのフローチャートである。この図5
で示される動作は前述の図3で示される動作に類似し、
対応する部分には同一の参照符を付す。注目すべきは、
ステップm2で比較すべきデータが残されているときに
はステップm10で、次に読込むべきi番目の周波数f
iは前記禁止帯域fb内のデータであるか否かが判断さ
れ、そうであるときには直接前記ステップm6に移り、
そうでないときにのみステップm3に移って、スペクト
ラムパワーPiの読込みが行われる。
FIG. 5 is a flow chart for explaining the index value setting operation shown in FIG. This Figure 5
The operation indicated by is similar to the operation shown in FIG.
Corresponding parts are designated by the same reference numerals. It should be noted that
When data to be compared remains at step m2, at step m10, the i-th frequency f to be read next.
It is determined whether or not i is data within the forbidden band fb, and if so, the process directly moves to step m6,
Only when that is not right, it moves to step m3 and the spectrum power Pi is read.

【0044】このようにして求められた指標値Sに基づ
いて求められるノッキング判定基準Vに対して、ノッキ
ング判定は、全ての周波数f0〜fnのスペクトラムパ
ワーP0〜Pnのいずれかが、前記ノッキング判定基準
V以上となっているか否かによって行われてもよく、ま
た前記禁止帯域fbを除く残余の帯域の周波数のスペク
トラムパワーが前記ノッキング判定基準V以上であるか
否かによって行われてもよい。
With respect to the knocking determination standard V obtained on the basis of the index value S obtained in this way, the knocking determination is that any of the spectrum powers P0 to Pn of all frequencies f0 to fn is the knocking determination. It may be performed depending on whether or not it is equal to or higher than the reference V, or may be performed depending on whether or not the spectrum power of the frequency of the remaining band excluding the forbidden band fb is equal to or higher than the knocking determination reference V.

【0045】図6は、本発明のさらに他の実施例のノッ
キング判定方法を説明するための図である。この実施例
では、前記観測期間W1の解析結果に対して、たとえば
7kHz、11kHz、13kHz、15kHzおよび
19kHzなどのノッキングの発生を表す信号成分を含
んでいる可能性のある周波数を中心として、図6におい
て参照符F1,F2,…(総称するときは参照符Fで示
す)で示されるように、複数の各周波数帯域を予め設定
しておき、その各周波数帯域Fにおけるスペクトラムパ
ワーの最大値Pa1,Pa2,…を相互に比較して、そ
の最大値(図6ではPa2)が前記指標値Sに設定され
る。
FIG. 6 is a diagram for explaining a knocking determination method according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, with respect to the analysis result of the observation period W1, a frequency that may include a signal component representing the occurrence of knocking, such as 7 kHz, 11 kHz, 13 kHz, 15 kHz, and 19 kHz, is mainly shown in FIG. , A plurality of frequency bands are set in advance and the maximum value Pa1 of the spectrum power in each frequency band F1, .. are compared with each other, and the maximum value (Pa2 in FIG. 6) is set as the index value S.

【0046】図7は、上述の図6で示される指標値設定
動作を説明するためのフローチャートである。この図7
で示される動作は前述の図5で示される動作に類似し、
対応する部分には同一の参照符を付す。注目すべきは、
ステップm2で比較すべきデータが残されているときに
はステップm10aで、次に読込むべきi番目の周波数
fiはノッキングの発生する可能性のある前記周波数帯
域F内であるか否かが判断され、そうでないときには前
記ステップm6に移り、そうであるときにのみステップ
m3に移って、スペクトラムパワーPiの読込みが行わ
れる。
FIG. 7 is a flow chart for explaining the index value setting operation shown in FIG. 6 described above. This Figure 7
The operation indicated by is similar to the operation shown in FIG.
Corresponding parts are designated by the same reference numerals. It should be noted that
When data to be compared remains in step m2, it is determined in step m10a whether or not the i-th frequency fi to be read next is in the frequency band F in which knocking may occur. If not, the process proceeds to step m6, and if it is not, the process proceeds to step m3 to read the spectrum power Pi.

【0047】こうして求められた指標値Sに基づいて作
成されるノッキング判定基準Vに対して、ノッキング判
定は、該ノッキング判定基準Vを全ての周波数f0〜f
nのスペクトラムパワーP0〜Pnのいずれかが超えて
いるか否かに基づいて行われてもよく、また前記周波数
帯域F内のスペクトラムパワーのみが前記ノッキング判
定基準Vと比較されることによって行われてもよい。
With respect to the knocking determination reference V created based on the index value S thus obtained, the knocking determination is based on the knocking determination reference V at all frequencies f0 to f.
It may be performed based on whether or not any of the spectrum powers P0 to Pn of n is exceeded, and is performed by comparing only the spectrum power in the frequency band F with the knocking determination reference V. Good.

【0048】図8は、本発明の他の実施例のノッキング
判定方法の考え方を説明するための図である。この実施
例では、図8(1)で示されるノックセンサ2からの出
力に対して、各観測期間W1毎に図8(2)で示される
ように各周波数fiのスペクトラムパワーPiが解析さ
れる。その解析結果から前述の図6で示される実施例と
同様に、ノッキングの発生する可能性のある各周波数帯
域F1,F2,…毎にスペクトラムパワーの最大値Pa
1,Pa2を求め、これらの最大値Pa1,Pa2,…
がそれぞれ指標値Sa1,Sa2,…に設定される。
FIG. 8 is a diagram for explaining the concept of a knocking determination method according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the spectrum power Pi of each frequency fi is analyzed as shown in FIG. 8 (2) for each observation period W1 with respect to the output from the knock sensor 2 shown in FIG. 8 (1). . From the analysis result, similar to the embodiment shown in FIG. 6 described above, the maximum value Pa of the spectrum power is generated for each frequency band F1, F2, ... In which knocking may occur.
1, Pa2 is calculated, and these maximum values Pa1, Pa2, ...
Are set to index values Sa1, Sa2, ..., respectively.

【0049】これらの指標値Sa1,Sa2,…は、各
観測期間W1で相互に対応する周波数帯域F1,F2,
…毎に前記式1と同様に移動平均が求められて、それぞ
れノッキング判定基準V1,V2,…とされる。こうし
て求められたノッキング判定基準V1,V2,…のいず
れかを、対応する今回の指標値Sa1i,Sa2i,…
の少なくともいずれか1つが超えたときにはノッキング
が発生しているものと判断する。
These index values Sa1, Sa2, ... Are frequency bands F1, F2, which correspond to each other in each observation period W1.
A moving average is obtained for each of the above-mentioned equations 1 and is used as knocking determination criteria V1, V2 ,. Any one of the knocking determination criteria V1, V2, ... Obtained in this way corresponds to the corresponding index value Sa1i, Sa2i ,.
When at least one of the above is exceeded, it is determined that knocking has occurred.

【0050】なお、前記指標値Sa1,Sa2,…から
前記式1に従ってノッキング判定基準V1を求めるにあ
たって、各指標値Sa1,Sa2,…には式2で示すよ
うに重み付けが行われてもよい。
When obtaining the knocking determination reference V1 from the index values Sa1, Sa2, ... According to the equation 1, the index values Sa1, Sa2, ... May be weighted as shown in the equation 2.

【0051】 V=[Sa1(i−1)*α1+Sa1(i−2)*α2+…Sa1(i−8)*α8〕/8 …(2) すなわち、たとえばα1=2、α2=1.6、α3=
1.2、…とすると、前回の指標値Sa1(i−1)か
ら7演算周期以前の指標値Sa1(i−8)までのう
ち、新しい指標値ほど影響度が大きくなるように重み付
けを行った移動平均を求めることができる。
V = [Sa1 (i-1) * α1 + Sa1 (i-2) * α2 + ... Sa1 (i-8) * α8] / 8 (2) That is, for example, α1 = 2, α2 = 1.6, α3 =
1.2, ..., From the last index value Sa1 (i-1) to the index value Sa1 (i-8) before 7 calculation cycles, weighting is performed so that the new index value has a greater influence. The moving average can be calculated.

【0052】さらにまた本発明の他の実施例として、図
9において、スペクトラムパワーが最大値Paとなる周
波数faに隣接する周波数f(a−1)およびf(a+
1)のスペクトラムパワーを、前記最大値Paに加算し
た値を前記指標値Sに設定してもよい。これによって、
参照符Pbで示される実際の最大値を捉えることができ
る。すなわち、周波数解析器8の分解能に起因して、実
際のスペクトラムパワーの最大値を検出することができ
なくても、それに隣接したサンプリング周波数のスペク
トラムパワーの和から、前記最大値を漏れなく検出する
ことが可能となる。
As still another embodiment of the present invention, in FIG. 9, frequencies f (a-1) and f (a +) adjacent to the frequency fa at which the spectrum power has the maximum value Pa.
A value obtained by adding the spectrum power of 1) to the maximum value Pa may be set as the index value S. by this,
The actual maximum value indicated by reference sign Pb can be captured. That is, even if the maximum value of the actual spectrum power cannot be detected due to the resolution of the frequency analyzer 8, the maximum value is detected without omission from the sum of the spectrum power of the sampling frequencies adjacent to it. It becomes possible.

【0053】なお、この実施例では周波数faに隣接す
る上下2つの周波数f(a−1)およびf(a+1)が
加算されたけれども、本発明の他の実施例として、さら
に周波数帯域を拡大して,たとえばf(a−2)および
f(a+2)の周波数におけるスペクトラムパワーまで
加算するようにしてもよい。また、これらの加算値から
求められたノッキング判定基準Vに対して、スペクトラ
ムパワーの最大値Paのみによってノッキング判定が行
われてもよく、あるいは前記最大値Paの周波数faに
隣接する周波数f(a−1)およびf(a+1)のスペ
クトラムパワーを加算した加算値によってノッキング判
定が行われてもよい。
In this embodiment, the upper and lower two frequencies f (a-1) and f (a + 1) adjacent to the frequency fa are added, but as another embodiment of the present invention, the frequency band is further expanded. For example, the spectrum powers at the frequencies f (a-2) and f (a + 2) may be added together. Further, with respect to the knocking determination reference V obtained from these added values, the knocking determination may be performed only by the maximum value Pa of the spectrum power, or the frequency f (a adjacent to the frequency fa of the maximum value Pa is determined. Knocking determination may be performed by the added value obtained by adding the spectrum powers of −1) and f (a + 1).

【0054】さらにまたこの実施例においても前述の実
施例と同様に、禁止帯域fbが設定されてもよく、また
ノッキングの発生する可能性のある複数の周波数帯域F
1,F2,…が設定されるようにしてもよい。さらにノ
ッキング判定も前述と同様に、最大値Paに基づいて行
われてもよく、あるいは前記禁止帯域fb以外の周波数
または周波数帯域F1,F2,…以内の周波数でのスペ
クトラムパワーに基づいて行われてもよい。
Further, in this embodiment as well, the forbidden band fb may be set similarly to the above-mentioned embodiments, and a plurality of frequency bands F in which knocking may occur may occur.
1, F2, ... May be set. Further, the knocking determination may be performed based on the maximum value Pa as in the above, or based on the spectrum power at frequencies other than the forbidden band fb or frequencies within the frequency bands F1, F2, .... Good.

【0055】図10は、本発明の他の実施例のノッキン
グ判定方法を説明するための図である。この実施例で
は、参照符Pb1,Pb2,…(総称するときは参照符
Pbで示す)で示されるように、相互に隣接するたとえ
ば3つの周波数f0,f1,f2のスペクトラムパワー
P0,P1,P2の加算値Pb1を、次の周波数f1,
f2,f3におけるスペクトラムパワーP1,P2,P
3の加算値Pb2を、さらに次の周波数f2,f3,f
4…というように求め、それらの加算値Pb1,Pb
2,…の最大値が指標値Sとして用いられる。この場合
も前述と同様に、該加算値Pb1,Pb2,…を指標値
Sとして求められたノッキング判定基準Vに対して、ス
ペクトラムパワーの最大値Paからノッキング判定が行
われてもよく、また前記加算値Pb1,Pb2からノッ
キング判定が行われてもよい。さらにまたこの実施例に
おいても、前記禁止帯域fbが設定されてもよく、また
ノッキングの発生する可能性のある周波数帯域F1,F
2,…が設定されてもよい。
FIG. 10 is a diagram for explaining a knocking determination method according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, as indicated by reference numerals Pb1, Pb2, ... (When collectively referred to as reference numeral Pb), spectrum powers P0, P1, P2 of, for example, three frequencies f0, f1, f2 adjacent to each other are provided. The added value Pb1 of
Spectrum power P1, P2, P at f2, f3
The added value Pb2 of 3 is set to the next frequency f2, f3, f
4 and so on, and their added values Pb1, Pb
The maximum value of 2, ... Is used as the index value S. Also in this case, similarly to the above, the knocking determination may be performed from the maximum value Pa of the spectrum power with respect to the knocking determination reference V obtained by using the added values Pb1, Pb2, ... As the index value S. Knocking determination may be performed from the added values Pb1 and Pb2. Furthermore, also in this embodiment, the forbidden band fb may be set, and frequency bands F1 and F where knocking may occur.
2, ... May be set.

【0056】さらにまた、上述の各実施例ではスペクト
ラムパワーのP0〜Pn最大値Paもしくは加算値Pb
の最大値に基づいて指標値Sが設定されたけれども、全
ての周波数f0〜fnのスペクトラムパワーP0〜Pn
の加算値が指標値とされてもよい。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the P0 to Pn maximum value Pa or the added value Pb of the spectrum power is set.
Although the index value S is set on the basis of the maximum value of, the spectrum powers P0 to Pn of all the frequencies f0 to fn
The added value of may be used as the index value.

【0057】また図11で示すように、前記禁止帯域f
bを設定して残余の周波数帯域に亘るスペクトラムパワ
ーの加算値を指標値としてもよい。さらにまた図12で
示すように、ノッキングの発生する可能性のある複数の
周波数帯域F1,F2,…を設定し、各周波数帯域F
1,F2,…毎にスペクトラムパワーの加算値を求め、
その加算値の最大値が指標値とされてもよく、また各周
波数帯域F1,F2,…毎に指標値が設定されてもよ
い。
Further, as shown in FIG. 11, the forbidden band f
It is also possible to set b and use the added value of the spectrum power over the remaining frequency band as the index value. Furthermore, as shown in FIG. 12, a plurality of frequency bands F1, F2, ... In which knocking may occur are set, and each frequency band F
1, F2, ... Calculates the added value of spectrum power,
The maximum value of the added values may be used as the index value, or the index value may be set for each frequency band F1, F2, ....

【0058】さらにまた上述の各実施例では、ノッキン
グ判定基準Vは、連続する指標値S(i−1),S(i
−2),…から求められたけれども、本発明の他の実施
例として、たとえば4気筒の場合にはS(i−1),S
(i−5),S(i−9),…、また6気筒の場合には
S(i−1),S(i−7),S(i−13),…、と
いうように、各気筒毎にデータをまとめるようにしても
よい。これによって、ノックセンサ2からの距離差など
による該ノックセンサ2の各気筒毎の検出感度のばらつ
きにも対応することができ、高精度なノッキング判定を
行うことができる。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the knocking determination criterion V is the consecutive index values S (i-1), S (i
-2), ..., but as another embodiment of the present invention, for example, in the case of four cylinders, S (i-1), S
(I-5), S (i-9), ..., In the case of 6 cylinders, S (i-1), S (i-7), S (i-13) ,. Data may be collected for each cylinder. This makes it possible to deal with variations in the detection sensitivity of each cylinder of the knock sensor 2 due to a distance difference from the knock sensor 2 and the like, and it is possible to perform a highly accurate knocking determination.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、内燃機関
の気筒数などの種類や仕様の違いに対しても、またノッ
キングの振動モードの違いに対しても、ノックセンサの
出力からノッキング成分を正確に抽出してノッキング判
定を行うことができ、汎用性を向上することができると
ともに、判定精度を向上することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to knock from the output of the knock sensor regardless of the difference in the type and specifications of the internal combustion engine, such as the number of cylinders, and the difference in the knocking vibration mode. It is possible to accurately extract the component and perform knocking determination, which improves versatility and improves determination accuracy.

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

【図1】本発明の一実施例のノッキング制御方法が用い
られる内燃機関の点火時期制御装置1の電気的構成を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an ignition timing control device 1 for an internal combustion engine in which a knocking control method according to an embodiment of the present invention is used.

【図2】本発明のノッキング判定方法の基本的な考え方
を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the basic idea of the knocking determination method of the present invention.

【図3】図2における指標値Sの具体的な求め方を説明
するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a specific method for obtaining an index value S in FIG.

【図4】本発明の他の実施例のノッキング判定方法を説
明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a knocking determination method according to another embodiment of the present invention.

【図5】図4で示される指標値設定動作を説明するため
のフローチャートである。
5 is a flowchart for explaining the index value setting operation shown in FIG.

【図6】本発明のさらに他の実施例のノッキング判定方
法を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a knocking determination method according to still another embodiment of the present invention.

【図7】図6における指標値設定動作を説明するための
フローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart for explaining an index value setting operation in FIG.

【図8】本発明の他の実施例のノッキング判定方法の考
え方を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the concept of a knocking determination method according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明のさらに他の実施例のノッキング判定方
法を説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a knocking determination method according to still another embodiment of the present invention.

【図10】本発明の他の実施例のノッキング判定方法を
説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a knocking determination method according to another embodiment of the present invention.

【図11】本発明のさらに他の実施例のノッキング判定
方法を説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a knocking determination method according to still another embodiment of the present invention.

【図12】本発明の他の実施例のノッキング判定方法を
説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining a knocking determination method according to another embodiment of the present invention.

【図13】ノッキングによるシリンダブロックの共振モ
ードと、共振周波数との関係を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between a resonance mode of a cylinder block due to knocking and a resonance frequency.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 点火時期制御装置 2 ノックセンサ 5 クランク角センサ 7 サンプリング信号発生回路 8 周波数解析器 9 ノッキング判定回路 11 制御回路 12〜14 センサ S1,S2,…,Sa1,Sa2,… 指標値 W1 観測期間 1 Ignition Timing Control Device 2 Knock Sensor 5 Crank Angle Sensor 7 Sampling Signal Generation Circuit 8 Frequency Analyzer 9 Knocking Judgment Circuit 11 Control Circuit 12-14 Sensors S1, S2, ..., Sa1, Sa2, ... Index Value W1 Observation Period

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クランク角センサの出力に応答してピス
トンの上死点間の所定タイミング間にノッキング観測期
間を設定し、 前記観測期間においてノックセンサの出力の周波数解析
を行い、 その解析結果のスペクトラム分布から、前記観測期間に
亘るスペクトラムパワーに基づいて算出された値を指標
値に設定し、 前記指標値に基づいてノッキング判定を行い、 その判定結果に対応して点火進角を制御することを特徴
とするノッキング制御方法。
1. A knocking observation period is set at a predetermined timing between the top dead center of the piston in response to the output of the crank angle sensor, and a frequency analysis of the output of the knock sensor is performed during the observation period. From the spectrum distribution, set a value calculated based on the spectrum power over the observation period as an index value, perform knocking determination based on the index value, and control the ignition advance angle according to the determination result. A knocking control method characterized by:
【請求項2】 クランク角センサの出力に応答してピス
トンの上死点間の所定タイミング間にノッキング観測期
間を設定し、 前記観測期間においてノックセンサの出力の周波数解析
を行い、 その解析結果のスペクトラム分布から、前記観測期間に
亘って、ノッキングの発生を表す信号成分を含んでいる
可能性のある周波数帯域を予め設定し、 この周波数帯域におけるスペクトラムパワーに基づいて
算出された値を指標値に設定し、 前記指標値に基づいてノッキング判定基準を作成し、 全ての周波数におけるスペクトラムパワーの最大値がこ
の判定基準以上であるか否かからノッキング判定を行
い、 その判定結果に対応して点火進角を制御することを特徴
とするノッキング制御方法。
2. A knocking observation period is set at a predetermined timing between the top dead center of the piston in response to the output of the crank angle sensor, and a frequency analysis of the output of the knock sensor is performed during the observation period. From the spectrum distribution, the frequency band that may contain the signal component that indicates the occurrence of knocking is preset over the observation period, and the value calculated based on the spectrum power in this frequency band is used as the index value. Set a knocking judgment standard based on the index value and perform knocking judgment based on whether or not the maximum value of the spectrum power at all frequencies is equal to or larger than this judgment standard. A knocking control method characterized by controlling a corner.
【請求項3】 クランク角センサの出力に応答してピス
トンの上死点間の所定タイミング間にノッキング観測期
間を設定し、 前記観測期間においてノックセンサの出力の周波数解析
を行い、 その解析結果のスペクトラム分布から、前記観測期間に
亘って、ノッキングの発生を表す信号成分を含んでいる
可能性のある周波数帯域を予め設定し、 この周波数帯域におけるスペクトラムパワーに基づいて
算出された値を指標値に設定し、 前記指標値に基いてノッキング判定基準を作成し、 前記ノッキングの発生を表す信号成分を含んでいる可能
性のある周波数帯域内におけるスペクトラムパワーの最
大値がこの判定基準以上であるか否かからノッキング判
定を行い、 その判定結果に対応して点火進角を制御することを特徴
とするノッキング制御方法。
3. A knocking observation period is set at a predetermined timing between the top dead center of the piston in response to the output of the crank angle sensor, and the frequency of the knock sensor output is analyzed during the observation period. From the spectrum distribution, the frequency band that may contain the signal component that indicates the occurrence of knocking is preset over the observation period, and the value calculated based on the spectrum power in this frequency band is used as the index value. Set, and create a knocking criterion based on the index value, whether the maximum value of the spectrum power in the frequency band that may include a signal component representing the occurrence of knocking is more than this criterion. A knocking control method characterized by performing knocking determination from the front and controlling the ignition advance angle according to the determination result. Law.
【請求項4】 クランク角センサの出力に応答してピス
トンの上死点間の所定タイミング間にノッキング観測期
間を設定し、 前記観測期間においてノックセンサの出力の周波数解析
を行い、 その解析結果のスペクトラム分布から、前記観測期間に
亘って、ノッキングの発生を表す信号成分を含んでいる
可能性のある複数の各周波数帯域を予め設定し、 前記各周波数帯域におけるスペクトラムパワーに基づい
て算出された値を指標値に設定し、 前記指標値に基づいてノッキング判定基準を作成し、 全ての周波数におけるスペクトラムパワーの最大値がこ
の判定基準以上であるか否かからノッキング判定を行
い、 その判定結果に対応して点火進角を制御することを特徴
とするノッキング制御方法。
4. A knocking observation period is set at a predetermined timing between the top dead centers of the pistons in response to the output of the crank angle sensor, and the frequency of the output of the knock sensor is analyzed during the observation period. From the spectrum distribution, over the observation period, preset a plurality of each frequency band that may contain a signal component representing the occurrence of knocking, a value calculated based on the spectrum power in each frequency band Is set as an index value, a knocking determination standard is created based on the index value, knocking determination is performed based on whether or not the maximum value of the spectrum power at all frequencies is equal to or greater than this determination standard, and the determination result is supported. And a knocking control method for controlling an ignition advance angle.
【請求項5】 クランク角センサの出力に応答してピス
トンの上死点間の所定タイミング間にノッキング観測期
間を設定し、 前記観測期間においてノックセンサの出力の周波数解析
を行い、 その解析結果のスペクトラム分布から、前記観測期間に
亘って、ノッキングの発生を表す信号成分を含んでいる
可能性のある複数の各周波数帯域を予め設定し、 前記各周波数帯域におけるスペクトラムパワーに基づい
て算出された値を指標値に設定し、 前記指標値に基づいてノッキング判定基準を作成し、 前記ノッキングの発生を表す信号成分を含んでいる可能
性のある各周波数帯域内におけるスペクトラムパワーの
最大値がこの判定基準以上であるか否かからノッキング
判定を行い、 その判定結果に対応して点火進角を制御することを特徴
とするノッキング制御方法。
5. A knocking observation period is set at a predetermined timing between the top dead center of the piston in response to the output of the crank angle sensor, and a frequency analysis of the output of the knock sensor is performed during the observation period. From the spectrum distribution, over the observation period, preset a plurality of each frequency band that may contain a signal component representing the occurrence of knocking, a value calculated based on the spectrum power in each frequency band Is set as an index value, and a knocking determination standard is created based on the index value, and the maximum value of the spectrum power in each frequency band that may include a signal component representing the occurrence of the knocking is the determination standard. The knocking determination is made based on whether or not it is above, and the ignition advance angle is controlled according to the determination result. Locking control method.
【請求項6】 クランク角センサの出力に応答してピス
トンの上死点間の所定タイミング間にノッキング観測期
間を設定し、 前記観測期間においてノックセンサの出力の周波数解析
を行い、 その解析結果のスペクトラム分布から、前記観測期間に
亘って、ノッキングの発生を表す信号成分を含んでいる
可能性のある複数の各周波数帯域を予め設定し、 前記各周波数帯域毎にそのスペクトラムパワーに基づい
て算出された値を指標値に設定し、 前記指標値に基づいて前記各周波数帯域毎にノッキング
判定基準を作成し、対応する周波数帯域内のスペクトラ
ムパワーの少なくともいずれか1つが前記判定基準以上
であるか否かからノッキング判定を行い、 その判定結果に対応して点火進角を制御することを特徴
とするノッキング制御方法。
6. A knocking observation period is set at a predetermined timing between the top dead center of the piston in response to the output of the crank angle sensor, and a frequency analysis of the output of the knock sensor is performed in the observation period. From the spectrum distribution, a plurality of frequency bands that may include a signal component representing the occurrence of knocking are preset over the observation period, and are calculated based on the spectrum power of each of the frequency bands. Value is set as an index value, a knocking determination standard is created for each of the frequency bands based on the index value, and whether at least one of the spectrum powers in the corresponding frequency band is equal to or greater than the determination standard. A knocking control method characterized by performing knocking determination from the front and controlling the ignition advance angle according to the determination result.
【請求項7】 前記指標値は、前記スペクトラムパワー
の最大値に設定されることを特徴とする請求項1〜6の
いずれかに記載のノッキング制御方法。
7. The knocking control method according to claim 1, wherein the index value is set to a maximum value of the spectrum power.
【請求項8】 前記指標値は、前記スペクトラムパワー
の最大となる周波数と、該周波数に隣接する周波数との
スペクトラムパワーの加算値に設定されることを特徴と
する請求項1〜6のいずれかに記載のノッキング制御方
法。
8. The index value is set to an addition value of spectrum powers of a frequency having the maximum spectrum power and a frequency adjacent to the frequency. The knocking control method described in 1.
【請求項9】 前記指標値は、前記スペクトラムパワー
のピーク値を表す複数の各周波数と、該周波数に隣接す
る周波数とのスペクトラムパワーの加算値の最大値に設
定されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記
載のノッキング制御方法。
9. The index value is set to a maximum value of a sum of spectrum powers of a plurality of frequencies representing a peak value of the spectrum power and a frequency adjacent to the frequency. Item 7. A knocking control method according to any one of items 1 to 6.
【請求項10】 前記指標値は、前記スペクトラムパワ
ーの全周波数帯域に亘る加算値に設定されることを特徴
とする請求項1〜6のいずれかに記載のノッキング制御
方法。
10. The knocking control method according to claim 1, wherein the index value is set to an addition value over the entire frequency band of the spectrum power.
【請求項11】 内燃機関のノッキングを検出するノッ
クセンサと、 内燃機関の回転角度位置を検出するクランク角センサ
と、 前記クランク角センサの出力に応答して内燃機関のピス
トンの上死点間の所定タイミング間に設定されるノッキ
ング観測期間において前記ノックセンサからの出力の周
波数解析を行う解析手段と、 前記解析手段の解析結果から、前記観測期間に亘る指標
値を求める指標値設定手段と、 前記指標値に基づいてノッキング判定を行い、その判定
結果に対応して点火進角を制御する制御手段とを含むこ
とを特徴とするノッキング制御装置。
11. A knock sensor for detecting knocking of an internal combustion engine, a crank angle sensor for detecting a rotation angle position of the internal combustion engine, and a top dead center of a piston of the internal combustion engine in response to an output of the crank angle sensor. Analyzing means for performing a frequency analysis of the output from the knock sensor in a knocking observation period set between predetermined timings, from the analysis result of the analyzing means, an index value setting means for obtaining an index value over the observation period, and A knocking control device, comprising: a control unit that performs knocking determination based on an index value and controls the ignition advance angle according to the determination result.
JP33923092A 1992-12-18 1992-12-18 Method and apparatus for control of knock Withdrawn JPH06186114A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017049067A (en) * 2015-08-31 2017-03-09 株式会社小野測器 Apparatus state determination device, apparatus state determination method, and knocking determination device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017049067A (en) * 2015-08-31 2017-03-09 株式会社小野測器 Apparatus state determination device, apparatus state determination method, and knocking determination device

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