JPH06200859A - Knocking control method and its device - Google Patents
Knocking control method and its deviceInfo
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- JPH06200859A JPH06200859A JP34903392A JP34903392A JPH06200859A JP H06200859 A JPH06200859 A JP H06200859A JP 34903392 A JP34903392 A JP 34903392A JP 34903392 A JP34903392 A JP 34903392A JP H06200859 A JPH06200859 A JP H06200859A
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Abstract
Description
【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、低燃費で高出力を得るように、ノッキングが発生し
ない範囲で点火進角量を大きくするノッキング制御が行
われている。典型的な従来技術のノッキング制御方法で
は、内燃機関のシリンダブロックなどに取付けた加速度
センサなどによって内燃機関の振動を検出し、その検出
出力を、ノッキングによる周波数成分のみを濾波するバ
ンドパスフィルタによって濾波した後、その濾波出力を
予め定めるノッキング判定基準で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ている。2. Description of the Related Art When performing ignition timing control of an internal combustion engine, knocking control is performed in which the ignition advance amount is increased within a range where knocking does not occur so as to obtain high output with low fuel consumption. In a typical prior art knocking control method, the vibration of the internal combustion engine is detected by an acceleration sensor or the like mounted on a cylinder block of the internal combustion engine, and the detected output is filtered by a bandpass filter that filters only the frequency component due to knocking. After that, the presence or absence of knocking is determined by discriminating the level of the filtered output according to a predetermined knocking determination standard.
【0003】前記ノッキング判定基準は、点火行程の気
筒のピストンが上死点にある状態から、次に点火行程と
なる気筒のピストンが上死点に到達するまでの期間にお
いて検出されたノックセンサ出力のピーク値を、予め定
めるデータ数だけ以前の値まで平均化することによって
求められている。The knocking determination criterion is the knock sensor output detected during the period from when the piston of the cylinder in the ignition stroke is at top dead center until the piston of the cylinder in the next ignition stroke reaches top dead center. Is calculated by averaging the peak value of 1 to the previous value by a predetermined number of data.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
ノックセンサと各気筒との距離差などによって生じるノ
ックセンサの各気筒毎の検出感度のばらつきによって、
たとえば検出感度の高い気筒が燃焼行程であるときには
常にノッキング有りと判定し、また検出感度の低い気筒
の燃焼行程ではノッキング無しとして判定してしまう恐
れがあり、高精度な判定を行うことができないという問
題がある。また、ノックセンサの出力レベルは内燃機関
の回転速度によっても大きく変化してしまう。したがっ
て、急加速時などで回転速度が急激に変化したときには
誤判定を生じる恐れがある。In the above-mentioned prior art,
Due to the variation in the detection sensitivity of each cylinder of the knock sensor caused by the distance difference between the knock sensor and each cylinder,
For example, when the cylinder with high detection sensitivity is in the combustion stroke, it is always determined that knocking is present, and in the combustion stroke of the cylinder with low detection sensitivity, it may be determined that there is no knocking, and it is not possible to perform highly accurate determination There's a problem. Further, the output level of the knock sensor also greatly changes depending on the rotation speed of the internal combustion engine. Therefore, erroneous determination may occur when the rotation speed changes abruptly due to sudden acceleration or the like.
【0005】本発明の目的は、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。An object of the present invention is to provide a knocking control method and device capable of detecting knocking with high accuracy.
【0006】[0006]
【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、前記クランク角センサの出力に応答して前記指標
値が対応する気筒の判別を行い、その判別結果から複数
の各気筒毎に前記指標値をフィルタ処理してノッキング
判定基準を作成し、前記指標値と前記ノッキング判定基
準と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. An analysis is performed, and from the spectrum distribution of the analysis result, a value calculated based on the spectrum power over the observation period is set as an index value, and the cylinder to which the index value corresponds in response to the output of the crank angle sensor. Is determined, and a knocking determination standard is created by filtering the index value for each of a plurality of cylinders from the determination result, and knocking determination is performed based on the index value and the knocking determination standard, and the determination result is obtained. Is a knocking control method characterized in that the ignition advance angle is controlled in accordance with.
【0007】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
の周波数帯域内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、前記各周波数帯域毎に前記指
標値をフィルタ処理してノッキング判定基準を作成し、
前記各指標値と対応するノッキング判定基準とからノッ
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 plurality of frequency bands that may include a signal component indicating the occurrence of knocking are preset over the observation period, and within each frequency band, The value calculated based on the spectrum power of the is set as an index value, and the index value is filtered for each of the frequency bands to create a knocking determination standard,
A knocking control method is characterized in that knocking determination is performed from each index value and a corresponding knocking determination reference, and the ignition advance angle is controlled in accordance with the determination result.
【0008】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、
前記クランク角センサの出力に応答して内燃機関の回転
速度を検出し、その検出結果が予め定める複数の回転速
度帯域のどの帯域に属するかを判別し、その判定結果か
ら前記各回転速度帯域毎に前記指標値をフィルタ処理し
てノッキング判定基準を作成し、前記指標値とノッキン
グ判定基準と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, set the value calculated based on the spectrum power over the observation period to the index value,
The rotational speed of the internal combustion engine is detected in response to the output of the crank angle sensor, and it is determined which one of a plurality of predetermined rotational speed bands the detection result belongs to, and from the determination result, each rotational speed band is determined. The knocking control is characterized in that a knocking determination standard is created by filtering the index value in the above, a knocking determination is performed from the index value and the knocking determination standard, and the ignition advance angle is controlled according to the determination result. Is the way.
【0009】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
の周波数帯域内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、前記クランク角センサの出力
に応答して、前記各指標値が対応する気筒の判別を行う
とともに、内燃機関の回転速度を検出し、その検出結果
が予め定める複数の回転速度帯域のどの帯域に属するか
を判別し、前記各判別結果から、各周波数帯域の指標値
を各気筒の各回転速度帯域毎にフィルタ処理してノッキ
ング判定基準を作成し、前記各指標値と対応するノッキ
ング判定基準と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 plurality of frequency bands that may include a signal component indicating the occurrence of knocking are preset over the observation period, and within each frequency band, The index value is set to a value calculated based on the spectrum power of, and in response to the output of the crank angle sensor, the cylinder corresponding to each index value is determined and the rotation speed of the internal combustion engine is detected. , Which of the plurality of rotation speed bands the detection result belongs to is determined, and based on the determination results, the index value of each frequency band is determined for each rotation of each cylinder. It is characterized in that a knocking determination standard is created by filtering for each frequency band, knocking determination is performed from the index values and the corresponding knocking determination standard, and the ignition advance angle is controlled according to the determination result. This is a knocking control method.
【0010】さらにまた本発明は、前記指標値に予め定
める係数を乗算することを特徴とする。Furthermore, the present invention is characterized in that the index value is multiplied by a predetermined coefficient.
【0011】また本発明は、前記指標値に予め定める増
分を加算することを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that a predetermined increment is added to the index value.
【0012】さらにまた本発明は、前記指標値に予め定
める係数を乗算するとともに、予め定める増分を加算す
ることを特徴とする。Furthermore, the present invention is characterized in that the index value is multiplied by a predetermined coefficient and a predetermined increment is added.
【0013】また本発明は、前記係数または増分の少な
くともいずれか一方を気筒毎に変化することを特徴とす
る。Further, the present invention is characterized in that at least one of the coefficient and the increment is changed for each cylinder.
【0014】さらにまた本発明は、前記係数または増分
の少なくともいずれか一方を周波数帯域毎に変化するこ
とを特徴とする。Furthermore, the present invention is characterized in that at least one of the coefficient and the increment is changed for each frequency band.
【0015】また本発明は、前記係数または増分の少な
くともいずれか一方を回転速度帯域毎に変化することを
特徴とする。Further, the present invention is characterized in that at least one of the coefficient and the increment is changed for each rotational speed band.
【0016】さらにまた本発明は、前記変化する係数ま
たは増分の少なくともいずれか一方をマップとしてスト
アしておくことを特徴とする。Furthermore, the present invention is characterized in that at least one of the changing coefficient and the increment is stored as a map.
【0017】また本発明は、前記マップにストアされて
いる係数または増分の少なくともいずれか一方を、検出
された回転速度に対応して補間して求めることを特徴と
する。Further, the present invention is characterized in that at least one of a coefficient and an increment stored in the map is interpolated and obtained in accordance with the detected rotation speed.
【0018】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、前記クランク角
センサの出力に応答して、前記指標値が対応する気筒の
判別を行う気筒判別手段と、前記判別手段の判別結果か
ら、複数の各気筒毎に前記指標値をフィルタ処理してノ
ッキング判定基準を作成する判定基準作成手段と、前記
指標値とノッキング判定基準と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 further comprises a knock sensor for detecting knocking of the 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 top dead centers, and an index value for obtaining an index value over the observation period from the analysis result of the analyzing means. Based on the setting means, the cylinder discriminating means that discriminates the cylinder corresponding to the index value in response to the output of the crank angle sensor, and the discrimination result of the discriminating means, the index value is filtered for each of a plurality of cylinders. Judgment standard creating means for processing and creating a knocking judgment standard, and knocking judgment based on the index value and the knocking judgment standard, A knock control apparatus characterized by results in corresponding and a control means for controlling the spark advance.
【0019】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毎に指標値を求める指標値
設定手段と、前記各周波数帯域毎の指標値をフィルタ処
理してノッキング判定基準を作成する判定基準作成手段
と、前記指標値と前記ノッキング判定基準とに基づいて
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。Further, according to the present invention, a knock sensor for detecting knocking of the 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. From the analysis result of the analysis means for performing frequency analysis of the output from the knock sensor in the knocking observation period set between the predetermined timings between the dead points, and the analysis result of the analyzing means, the occurrence of knocking is represented over the observation period. Index value setting means for obtaining an index value for each of a plurality of frequency bands that may include a signal component, and determination standard creating means for filtering the index value for each frequency band to create a knocking determination standard. And a knocking determination based on the index value and the knocking determination standard, and a control hand that controls the ignition advance angle according to the determination result. A knock control apparatus which comprises and.
【0020】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、前記クランク角
センサの出力に応答して内燃機関の回転速度を検出し、
その検出結果から予め定める複数の回転速度帯域のどの
帯域に属するかを判別する回転速度判別手段と、前記回
転速度判別手段の判別結果から、前記各回転速度帯域毎
に前記指標値をフィルタ処理してノッキング判定基準を
作成する判定基準作成手段と、前記指標値とノッキング
判定基準と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。Still further, according to the present invention, a knock sensor for detecting knocking of the 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 top dead centers, and an index value for obtaining an index value over the observation period from the analysis result of the analyzing means. Setting means, detecting the rotational speed of the internal combustion engine in response to the output of the crank angle sensor,
From the detection result, a rotation speed determination unit that determines which one of a plurality of rotation speed bands to which the rotation speed band belongs in advance, and from the determination result of the rotation speed determination unit, the index value is filtered for each rotation speed band. And a knocking judgment reference based on the index value and the knocking judgment reference, and control means for controlling the ignition advance angle according to the judgment result. Is a knocking control device.
【0021】[0021]
【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 four-cylinder, four-cycle internal combustion engine, every 180 ° crank angle (hereinafter referred to as ° CA), or 6 In the case of a cylinder, 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.
【0022】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する。一方、前記クランク角セン
サの出力に応答して、燃焼行程にある気筒を判別し、求
められた指標値を各気筒毎に集計して、たとえば内燃機
関が4気筒である場合、今回の指標値、4つ前の指標
値、8つ前の指標値、…という具合に集計する。その集
計において、たとえばその気筒における前回のノッキン
グ判定基準を7倍した値に、今回の指標値を加算して8
で除算するというようにフィルタ処理が行われる。こう
して求められたフィルタ処理結果が今回のノッキング判
定基準に設定され、そのノッキング判定基準と今回の指
標値とが比較されて、指標値が大きいときにはノッキン
グが発生しているものと判断されて点火進角量が小さく
制御される。From the spectrum distribution of the analysis result, for example, the maximum value of all spectrum power over the observation period is set as the index value. On the other hand, in response to the output of the crank angle sensor, the cylinders in the combustion stroke are discriminated, and the calculated index values are aggregated for each cylinder. For example, when the internal combustion engine has four cylinders, the index value of this time is The index value before 4, the index value before 8, and so on are totaled. In the tabulation, for example, the value obtained by multiplying the previous knocking determination standard for that cylinder by 7 is added with the index value of this time to obtain 8
Filtering is performed by dividing by. The filter processing result obtained in this way is set as the knocking determination standard for this time, and the knocking determination standard is compared with the index value this time. When the index value is large, it is determined that knocking has occurred and ignition is advanced. The angular amount is controlled to be small.
【0023】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各
周波数帯域において、たとえば前記スペクトラムパワー
の最大値を指標値に設定する。こうして求められた指標
値を各周波数帯域毎に集計してフィルタ処理を行うこと
によってノッキング判定基準を作成し、このノッキング
判定基準と指標値とを比較することによってノッキング
判定が行われる。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 each of the set frequency bands, for example, the maximum value of the spectrum power is set as the index value. The index determination values thus obtained are aggregated for each frequency band and filtered to create a knocking determination standard, and the knocking determination is performed by comparing the knocking determination standard with the index value.
【0024】さらにまた本発明に従えば、前記ノッキン
グ観測期間に周波数解析を行った解析結果のスペクトラ
ム分布から求めた指標値を、クランク角センサの出力に
よって求められる内燃機関の回転速度から、予め設定さ
れている複数の回転速度帯域の対応する帯域毎に集計し
てフィルタ処理が行われてノッキング判定基準が作成さ
れる。Furthermore, according to the present invention, the index value obtained from the spectrum distribution of the analysis result of the frequency analysis during the knocking observation period is preset from the rotational speed of the internal combustion engine obtained from the output of the crank angle sensor. A knocking determination standard is created by aggregating each of the plurality of rotation speed bands corresponding to each other and performing a filtering process.
【0025】したがって、このように内燃機関の気筒毎
またはノッキング周波数帯域毎もしくは回転速度帯域毎
に指標値を集計してフィルタ処理を行ってノッキング判
定基準を設定することによって、各気筒とノックセンサ
との距離差、あるいは内燃機関の回転速度に対応して変
化する検出感度のばらつきを補償して、高精度なノッキ
ング判定を行うことができる。Therefore, as described above, the index values are aggregated for each cylinder of the internal combustion engine or for each knocking frequency band or each rotational speed band, and the knocking criterion is set by performing the filtering process and setting the knocking determination standard. It is possible to perform a highly accurate knocking determination by compensating for the variation in the detection sensitivity that changes in accordance with the difference in distance or the rotational speed of the internal combustion engine.
【0026】また好ましくは、各指標値に予め定める係
数を乗算するようにし、あるいは予め定める増分を加算
するようにし、さらにこれらの係数や増分を、気筒毎、
ノッキング周波数帯域毎、または回転速度帯域毎に変化
することによって、検出感度のばらつきやオフセットを
補償して、さらに高精度なノッキング判定を行うことが
できる。Further, preferably, each index value is multiplied by a predetermined coefficient, or a predetermined increment is added, and these coefficients and increments are added to each cylinder,
By varying for each knocking frequency band or for each rotational speed band, it is possible to compensate for variations in detection sensitivity and offsets, and perform more accurate knocking determination.
【0027】さらにまた好ましくは、前記係数または増
分の少なくともいずれか一方をメモリ内にマップとして
予めストアしておき、これらの係数または増分を、検出
された回転速度から補間して求めるようにしてもよい。
これによって、連続して変化する回転速度に対しても、
少ないデータ量で高精度に係数または増分を求めること
ができる。Further preferably, at least one of the coefficient and the increment is stored in a memory in advance as a map, and these coefficient and increment are interpolated from the detected rotational speed. Good.
As a result, even for continuously changing rotation speed,
The coefficient or increment can be calculated with high accuracy with a small amount of data.
【0028】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、求められた指
標値が対応する気筒の判別を行う気筒判別手段と、気筒
判別手段の判別結果から、各気筒毎に指標値をフィルタ
処理してノッキング判定基準を作成する判定基準作成手
段とを設け、求められた指標値とノッキング判定基準と
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。According to the present invention, a piezoelectric element or the like is used for the knocking determination as described above.
With a knock sensor that can be attached to a cylinder block,
A crank angle sensor for detecting the rotation angle position of the crankshaft, an analyzing means for performing the frequency analysis, an index value setting means for obtaining the index value from the analysis result, and a cylinder to which the obtained index value corresponds. Cylinder discriminating means to be performed, and from the discrimination result of the cylinder discriminating means, a judgment criterion creating means for creating a knocking judgment criterion by filtering the index value for each cylinder is provided, and the obtained index value and knocking judgment criterion are set. Based on the above, the control means makes the knocking determination based on the determination result, and controls the ignition advance angle according to the determination result.
【0029】さらにまた本発明に従えば、ノッキング判
定を行うにあたって、前記ノックセンサと、クランク角
センサと、解析手段と、解析手段の解析結果から、観測
期間に亘ってノッキングの判定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指標値を求め
る指標値設定手段と、前記指標値をフィルタ処理してノ
ッキング判定基準を作成する判定基準作成手段とを設
け、求められた指標値とノッキング判定基準とに基づい
て制御手段がノッキング判定を行う。Further, according to the present invention, when performing knocking determination, the knock sensor, the crank angle sensor, the analyzing means, and the signal component representing the knocking determination over the observation period from the analysis result of the analyzing means. Is provided by providing index value setting means for obtaining an index value for each of a plurality of frequency bands that may include, and judgment criterion creating means for filtering the index value to create a knocking judgment criterion. The control means performs knocking determination based on the index value and the knocking determination standard.
【0030】また本発明に従えば、前記ノックセンサ
と、クランク角センサと、解析手段と、指標値設定手段
と、前記クランク角センサの出力に応答して内燃機関の
回転速度を検出し、その検出結果から予め定める複数の
回転速度帯域のどの帯域に属するかを判別する回転速度
判別手段と、前記回転速度判別手段の判別結果から、前
記各回転速度帯域毎に指標値をフィルタ処理してノッキ
ング判定基準を作成する判定基準作成手段とを設け、制
御手段が前記指標値とノッキング判定基準とに基づいて
ノッキング判定を行う。According to the invention, the knock sensor, the crank angle sensor, the analyzing means, the index value setting means, and the rotational speed of the internal combustion engine are detected in response to the outputs of the crank angle sensor, Knocking by filtering the index value for each rotation speed band from the detection result of the rotation speed determination unit and the rotation speed determination unit that determines which one of the plurality of rotation speed bands is determined from the detection result Judgment criterion creating means for creating a judgment criterion is provided, and the control means makes knocking judgment based on the index value and the knocking judgment criterion.
【0031】[0031]
【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.
【0032】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, every 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.
【0033】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および気筒判別回路
10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 performs frequency analysis on the knock sensor output converted into a digital value by a fast Fourier transformation method in synchronization with the sampling signal. , And outputs the analysis result to the knocking determination circuit 9. As will be described later, the knocking determination circuit 9 uses the knocking frequency created based on the outputs of the frequency analyzer 8 and the cylinder determination circuit 10, the knocking frequency band width and the signal level to be filtered in order to pass only the knocking signal. Based on a knocking determination standard V that determines a knocking signal, it is determined whether knocking has occurred, and the determination result is derived to a control circuit 11 realized by a microcomputer or the like.
【0034】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 relation to 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.
【0035】図2は、本発明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。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 concept of the knocking determination method of the present invention. For the output shown in FIG. 2A from the knock sensor 2, the observation period W1 is
Between the top dead center (TDC) of the piston, it is set to a period from when the period W2, for example, 10 ° CA, elapses from the top dead center to when 110 ° CA is reached.
【0036】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.
【0037】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3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、図2(2)で示され
るクランクパルスに対応した気筒判別回路10からの判
別出力に応答して、まず図2(3)で示されるように周
波数解析結果の気筒判別を行う。次に各気筒毎の解析結
果において、たとえば図2(4)で示されるようにスペ
クトラムパワーの最大値P1,P2,P3,P4(以
下、総称するときは参照符Pで示す)をそれぞれ指標値
S1,S2,S3,S4(以下、総称するときは参照符
Sで示す)に設定する。The frequency analyzer 8 analyzes the spectrum power at each of a plurality of frequencies, as shown in FIG. 3, based on all the sampling data in the observation period W1. In response to the discrimination output from the cylinder discrimination circuit 10 corresponding to the crank pulse shown in FIG. 2 (2), the knocking discrimination circuit 9 first discriminates the cylinder of the frequency analysis result as shown in FIG. 2 (3). To do. Next, in the analysis result for each cylinder, the maximum values P1, P2, P3, P4 of the spectrum power (hereinafter, indicated by reference numeral P when collectively referred to) are index values as shown in FIG. It is set to S1, S2, S3, S4 (hereinafter referred to as a reference symbol S when collectively referred).
【0038】なお、この実施例では、上死点間が180
°CAとなる4気筒の内燃機関としているけれども、1
20°CA毎に上死点となる6気筒の内燃機関の場合に
は、前記指標値Sも6つ設定される。また、8気筒の内
燃機関の場合には、たとえば第1気筒と第5気筒とが同
一の点火タイミングとなり、したがってこのような場合
にはノックセンサ2を複数設けて、各気筒に割当てられ
たノックセンサ2毎にその出力を周波数解析するように
してもよい。In this embodiment, the distance between the top dead centers is 180.
Although it is a 4-cylinder internal combustion engine with ° CA, 1
In the case of a 6-cylinder internal combustion engine having a top dead center every 20 ° CA, six index values S are also set. In the case of an 8-cylinder internal combustion engine, for example, the first cylinder and the fifth cylinder have the same ignition timing. Therefore, in such a case, a plurality of knock sensors 2 are provided and the knocks assigned to the respective cylinders are provided. The output of each sensor 2 may be subjected to frequency analysis.
【0039】ノッキング判定回路9は、前記指標値Sか
ら、たとえば前回のノッキング判定基準をV(i−1)
とするとき、式1で示すように今回の指標値Siに1/
8の重み付けを行って今回のノッキング判定基準Vを求
める。From the index value S, the knocking determination circuit 9 determines, for example, the previous knocking determination standard as V (i-1).
Then, as shown in Expression 1, 1 / is added to the index value Si of this time.
8 is weighted to obtain the knocking determination standard V of this time.
【0040】 V={V(i−1)×7+Si}/8 …(1) ノッキング判定回路9は、こうして求めた各気筒毎のノ
ッキング判定基準V1〜V4と今回の指標値S1〜S4
とをそれぞれ比較し、指標値S1〜S4が大きいときに
は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。V = {V (i-1) × 7 + Si} / 8 (1) The knocking determination circuit 9 determines the knocking determination criteria V1 to V4 for each cylinder and the index values S1 to S4 of this time.
When the index values S1 to S4 are large, it is determined that knocking has occurred, 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.
【0041】図4は、各気筒での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m
1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. 4 is a flow chart for explaining a concrete index value setting operation in each cylinder. Step m
At 1, 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 (fn-f0) when the analysis target frequency is f0 to fnHz and the resolution of the frequency analyzer 8 is fdHz.
It is an integer value of / fd.
【0042】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P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Pi
が大きいときにはステップm5で前記最大値P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
Pが検索され、検索された最大値Pが前記指標値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 terminated, and if not so, the routine 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 P up to that time and the spectrum power Pi of this time are compared, and the spectrum power Pi of this time is read.
Is larger, the maximum value P is updated to the spectrum power Pi of this time in step m5, and then step m6
Move to step m6, otherwise move directly 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 P of the spectrum power Pi is searched over the frequencies f0 to fn, and the searched maximum value P is set as the index value S.
【0043】このようにして本発明に従うノッキング制
御方法では、ノックセンサ2で検出された振動の周波数
解析結果を、その振動を発生している、すなわち点火行
程にある気筒毎にフィルタ処理してノッキング判定基準
Vを求めるので、ノックセンサ2と各気筒との距離差な
どによる検出感度のばらつきを補償して、高精度なノッ
キング判定を行うことができる。As described above, in the knocking control method according to the present invention, the frequency analysis result of the vibration detected by the knock sensor 2 is filtered for each cylinder generating the vibration, that is, in the ignition stroke, and knocking is performed. Since the determination reference V is obtained, it is possible to perform highly accurate knocking determination by compensating for variations in detection sensitivity due to the distance difference between the knock sensor 2 and each cylinder.
【0044】なお、上述の実施例では、周波数解析結果
のスペクトラム分布からスペクトラムパワーの最大値P
が指標値Sに設定されたけれども、本発明の他の実施例
として、図3で示されるように、その最大値Pに、該最
大値Pとなる周波数fiに隣接する周波数f(i−
1),f(i+1)のスペクトラムパワーを加算した値
などを指標値Sに設定してもよい。In the above embodiment, the maximum value P of the spectrum power is calculated from the spectrum distribution of the frequency analysis result.
Is set to the index value S, but as another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the frequency f (i−, which is adjacent to the frequency fi which becomes the maximum value P is added to the maximum value P.
The index value S may be set to a value obtained by adding the spectrum powers of 1) and f (i + 1).
【0045】図5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
例は前述の実施例に類似し、図5(1)〜図5(4)は
それぞれ図2(1)〜図2(4)に対応している。この
実施例では、周波数解析結果が気筒判別されて求められ
た各指標値Sからノッキング判定基準Vを求めるにあた
って、各気筒毎に相互に異なる係数α1,α2,α3,
α4(以下、総称するときは参照符αで示す)が乗算さ
れる。FIG. 5 is a diagram for explaining the concept of a knocking determination method according to another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the above-described embodiment, and FIGS. 5 (1) to 5 (4) correspond to FIGS. 2 (1) to 2 (4), respectively. In this embodiment, when the knocking determination standard V is obtained from the respective index values S obtained by discriminating the frequency analysis cylinder for each cylinder, mutually different coefficients α1, α2, α3 for each cylinder.
α4 (hereinafter referred to as a reference symbol α when collectively referred to) is multiplied.
【0046】したがって、図5(4)で4示されるよう
に、たとえばノックセンサ2の検出感度の高い順である
第2気筒、第1気筒、第4気筒、第3気筒の順に、各係
数α2、α1、α4、α3がそれぞれ1、1.5、1.
8、2に設定される。これによって、さらに検出感度の
ばらつきを補償して判定精度を向上することができる。Therefore, as shown by 4 in FIG. 5 (4), for example, the coefficient α2 is set in the order of the second cylinder, the first cylinder, the fourth cylinder, and the third cylinder in the descending order of the detection sensitivity of the knock sensor 2. , Α1, α4, α3 are 1, 1.5, 1.
It is set to 8 and 2. This makes it possible to further compensate for variations in the detection sensitivity and improve the determination accuracy.
【0047】図6は、本発明のさらに他の実施例のノッ
キング判定方法の考え方を説明するための図であり、こ
の実施例は前述の図5で示される実施例に類似し、図6
(1)〜図6(4)はそれぞれ図5(1)〜図5(4)
に対応している。注目すべきはこの実施例では、前記指
標値Sのフィルタ処理結果に、各気筒毎に相互に異なる
増分β1,β2,β3,β4(総称するときは参照符β
で示す)が加算されてノッキング判定基準Vが求められ
ることである。このようにして、センサ感度のばらつき
を補償するようにしてもよい。FIG. 6 is a diagram for explaining the concept of a knocking determination method according to still another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the embodiment shown in FIG.
(1) to FIG. 6 (4) are shown in FIGS. 5 (1) to 5 (4), respectively.
It corresponds to. It should be noted that in this embodiment, the filter processing result of the index value S includes increments β1, β2, β3, β4 which are different from each other for each cylinder.
) Is added to obtain the knocking determination standard V. In this way, variations in sensor sensitivity may be compensated.
【0048】図7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り、この実施例
は前述の図5および図6で示される実施例に類似し、図
7(1)〜図7(4)はそれぞれ図5(1)〜図5
(4)および図6(1)〜図6(4)に対応している。
この実施例では、指標値Sのフィルタ処理結果に、前記
係数αが乗算されるとともに、前記増分βが加算され
る。このようにして、さらに高精度にセンサ感度のばら
つきを補償するようにしてもよい。FIG. 7 is a diagram for explaining the concept of the knocking determination method of another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the embodiment shown in FIG. 5 and FIG. (1) to FIG. 7 (4) are shown in FIGS. 5 (1) to 5 respectively.
This corresponds to (4) and FIGS. 6 (1) to 6 (4).
In this embodiment, the filter result of the index value S is multiplied by the coefficient α and the increment β is added. In this way, the variation in sensor sensitivity may be compensated with higher accuracy.
【0049】なお、上述の図5〜図7で示される各実施
例では、係数αおよび増分βは各気筒毎に相互に異なる
値に設定されたけれども、たとえば内燃機関の種類や仕
様の違いに対応する場合、あるいはノックセンサ2のオ
フセットを補償するためなどでは、相互に同一の値が用
いられてもよい。このようにして、内燃機関の種類や仕
様の違い、あるいはノックセンサ2の性能のばらつきを
補償して、汎用性を向上することができる。In each of the embodiments shown in FIGS. 5 to 7, the coefficient α and the increment β are set to different values for each cylinder. However, for example, there are differences in the type and specifications of the internal combustion engine. In the corresponding case, or for compensating the offset of the knock sensor 2, for example, the same value may be used. In this way, the versatility can be improved by compensating for the difference in the types and specifications of the internal combustion engine or the variation in the performance of the knock sensor 2.
【0050】図8は、本発明のさらに他の実施例のノッ
キング判定方法の考え方を説明するための図である。図
8(1)で示されるノックセンサ2の出力は、図8
(2)で示されるように周波数解析される。この実施例
では、その解析結果に対して、たとえば7kHz、11
kHz、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8(2)において参照符
F1,F2,F3,F4,F5(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、図8(3)で示されるように、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Pf1
〜Pf5がそれぞれ指標値Sf1〜Sf5に設定され
る。各指標値Sf1〜Sf5からノッキング判定基準V
f1〜Vf5を求めるにあたって、この実施例では前述
の図7で示される実施例と同様に、各周波数帯域F毎
に、係数αf1〜αf5が乗算されるとともに、増分β
f1〜βf5が加算される。なお、前述の実施例と同様
に、係数αf1〜αf5の乗算または増分βf1〜βf
5の加算のいずれか一方が行われてもよい。また、各係
数αf1〜αf5および増分βf1〜βf5は、一定値
に設定されてもよい。FIG. 8 is a diagram for explaining the concept of a knocking determination method according to still another embodiment of the present invention. The output of the knock sensor 2 shown in FIG.
The frequency is analyzed as shown in (2). In this embodiment, for example, 7 kHz, 11
In FIG. 8 (2), reference numerals F1, F2, F3, F4, and F5 (collectively referred to as "generic frequencies", centering on frequencies that may include signal components representing the occurrence of knocking, such as kHz, 13 kHz, 15 kHz, and 19 kHz. Indicates a plurality of frequency bands in advance, and as shown in FIG. 8C, the maximum value Pf1 of the spectrum power in each frequency band F is set.
To Pf5 are set to the index values Sf1 to Sf5, respectively. From each index value Sf1 to Sf5, knocking determination criterion V
In determining f1 to Vf5, in this embodiment, as in the embodiment shown in FIG. 7, the coefficients αf1 to αf5 are multiplied for each frequency band F, and the increment β is obtained.
f1 to βf5 are added. Note that, as in the above-described embodiment, multiplication or increments βf1 to βf of the coefficients αf1 to αf5 are performed.
Either one of the additions of 5 may be performed. Further, the coefficients αf1 to αf5 and the increments βf1 to βf5 may be set to constant values.
【0051】こうして各周波数帯域F毎に重み付けを行
うことができ、各周波数帯域Fに現れるノッキング信号
成分の信号レベルを平均化して、各周波数帯域Fの解析
結果を比較し易くすることができる。また、シリンダ内
でのノッキングの発生箇所数などの振動モードの違いに
よる周波数の異なるノッキング信号成分を確実に検出す
ることができる。In this way, weighting can be performed for each frequency band F, and the signal levels of knocking signal components appearing in each frequency band F can be averaged to facilitate comparison of the analysis results of each frequency band F. Further, it is possible to reliably detect knocking signal components having different frequencies due to differences in vibration modes such as the number of knocking locations in the cylinder.
【0052】図9は、本発明の他の実施例の点火時期制
御装置21の電気的構成を示すブロック図であり、この
実施例は前述の図2で示される実施例に類似し、対応す
る部分には同一の参照符を付す。この実施例では、クラ
ンク角センサ5からのクランクパルスはまた、回転速度
判別回路20に入力されている。回転速度判別回路20
は、図10(2)で示される前記クランクパルスの周期
W0から内燃機関の回転速度を検出し、その回転速度が
予め定める複数の回転速度帯域N1,N2,…(総称す
るときは参照符Nで示す)のどの帯域であるかを判別
し、その判別結果に対応して図10(4)で示されるよ
うに前記係数αおよび増分βを変化する。FIG. 9 is a block diagram showing the electrical construction of an ignition timing control device 21 according to another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to and corresponds to the embodiment shown in FIG. The parts have the same reference numerals. In this embodiment, the crank pulse from the crank angle sensor 5 is also input to the rotation speed determination circuit 20. Rotational speed discrimination circuit 20
Detects the rotational speed of the internal combustion engine from the cycle W0 of the crank pulse shown in FIG. 10 (2), and the rotational speed is determined in advance in a plurality of rotational speed bands N1, N2, ... (Indicated by (4)) is discriminated, and the coefficient α and the increment β are changed in accordance with the discrimination result as shown in FIG. 10 (4).
【0053】すなわち、図10(1)で示されるノック
センサ出力を、図10(2)で示されるクランクパルス
に対応して設定される観測期間W1内で、図10(3)
で示されるように周波数解析を行って気筒判別し、その
解析結果から指標値Sが求められる。これらの指標値S
をフィルタ処理した後には、前述の図7で示される実施
例と同様に係数αが乗算されるとともに、増分βが加算
されてノッキング判定基準Vが求められる。これらの係
数αおよび増分βは、表1で示すように内燃機関の回転
速度帯域N毎に予め設定されてマップとしてストアされ
ており、クランクパルスの前記周期W0から検出された
内燃機関の回転速度がこれらの回転速度帯域Nのどの帯
域にあるかに対応して、前記係数αおよび増分βが決定
される。That is, the knock sensor output shown in FIG. 10 (1) is changed to the value shown in FIG. 10 (3) within the observation period W1 set corresponding to the crank pulse shown in FIG. 10 (2).
As shown by, the frequency is analyzed to determine the cylinder, and the index value S is obtained from the analysis result. These index values S
After filtering, the knocking determination reference V is obtained by multiplying the coefficient α and adding the increment β as in the embodiment shown in FIG. As shown in Table 1, the coefficient α and the increment β are preset for each rotation speed band N of the internal combustion engine and stored as a map, and the rotation speed of the internal combustion engine detected from the cycle W0 of the crank pulse. The coefficient α and the increment β are determined depending on which of these rotational speed bands N is in.
【0054】[0054]
【表1】 [Table 1]
【0055】このようにして、回転速度に対応してノッ
クセンサ2の出力レベルが大きく変化しても、それらを
補償してノッキング判定を容易に行うことができる。In this way, even if the output level of the knock sensor 2 greatly changes depending on the rotation speed, it is possible to compensate for them and to easily perform knocking determination.
【0056】なお、このように係数αおよび増分βを回
転速度帯域N毎に変化するのではなく、複数の各回転速
度に対応したサンプル値を予め設定しておき、実際に検
出された回転速度がこれらのサンプル値の中間値である
ときには、その中間値に近いサンプル値を補間して求め
るようにしてもよい。この場合、連続して変化する回転
速度に対応して、係数αおよび増分βをきめ細かく設定
することができる。It should be noted that the coefficient α and the increment β are not changed for each rotation speed band N as described above, but sample values corresponding to a plurality of rotation speeds are set in advance, and the actually detected rotation speeds are set. When is an intermediate value of these sample values, a sample value close to the intermediate value may be interpolated. In this case, the coefficient α and the increment β can be finely set according to the continuously changing rotation speed.
【0057】また本発明の他の実施例として前記回転速
度帯域Nの判別を行うとともに、前述の図8で示す周波
数帯域Fの判別とを行うようにしてもよく、また図11
および表2で示すように、回転速度帯域Nの判別および
周波数帯域Fの判別を行うとともに、気筒判別も行うよ
うにしてもよい。As another embodiment of the present invention, the rotation speed band N may be determined and the frequency band F shown in FIG. 8 may be determined.
Also, as shown in Table 2, the cylinder speed determination may be performed in addition to the determination of the rotation speed band N and the frequency band F.
【0058】[0058]
【表2】 [Table 2]
【0059】[0059]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、内燃機関
の気筒毎またはノッキング周波数帯域毎もしくは回転速
度帯域毎に指標値を集計してフィルタ処理を行ってノッ
キング判定基準を設定することによって、各気筒とノッ
クセンサとの距離差、あるいは内燃機関の回転速度に対
応して変化する検出感度のばらつきを補償して、高精度
なノッキング判定を行うことができる。As described above, according to the present invention, the index value is aggregated for each cylinder of the internal combustion engine, or for each knocking frequency band or each rotational speed band, and the knocking criterion is set by performing the filtering process. A highly accurate knocking determination can be performed by compensating for the difference in distance between each cylinder and the knock sensor, or the variation in the detection sensitivity that changes corresponding to the rotation speed of the internal combustion engine.
【0060】また好ましくは、各指標値に予め定める係
数を乗算するようにし、あるいは予め定める増分を加算
するようにし、さらにこれらの係数や増分を、気筒毎、
ノッキング周波数帯域毎、または回転速度帯域毎に変化
することによって、検出感度のばらつきやオフセットを
補償して、さらに高精度なノッキング判定を行うことが
できる。Further, preferably, each index value is multiplied by a predetermined coefficient, or a predetermined increment is added, and these coefficients and increments are set for each cylinder.
By varying for each knocking frequency band or for each rotational speed band, it is possible to compensate for variations in detection sensitivity and offsets, and perform more accurate knocking determination.
【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】本発明の一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. 2 is a diagram for explaining the concept of a knocking determination method according to an embodiment of the present invention.
【図3】周波数解析結果の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a frequency analysis result.
【図4】図2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. 4 is a flowchart for explaining an index value setting operation in FIG.
【図5】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. 5 is a diagram for explaining the concept of a knocking determination method according to another embodiment of the present invention.
【図6】本発明のさらに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. 6 is a diagram for explaining the concept of a knocking determination method according to still another embodiment of the present invention.
【図7】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. 7 is a diagram for explaining the concept of a knocking determination method according to another embodiment of the present invention.
【図8】本発明のさらに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 still another embodiment of the present invention.
【図9】本発明の他の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21の電気的構成
を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of an ignition timing control device 21 for an internal combustion engine in which a knocking control method according to another embodiment of the present invention is used.
【図10】図9で示される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. 10 is a diagram for explaining the concept of the knocking determination method of the embodiment shown in FIG.
【図11】本発明のさらに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. 11 is a diagram for explaining the concept of a knocking determination method according to still another embodiment of the present invention.
1,21 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 10 気筒判別回路 11 制御回路 12〜14 センサ 20 回転速度判別回路 S1,S2,…;Sf1,Sf2,… 指標値 W1 観測期間 1, 21 Ignition timing control device 2 Knock sensor 5 Crank angle sensor 7 Sampling signal generation circuit 8 Frequency analyzer 9 Knocking determination circuit 10 Cylinder determination circuit 11 Control circuit 12 to 14 sensor 20 Rotation speed determination circuit S1, S2, ...; Sf1 , Sf2, ... Index value W1 Observation period
Claims (15)
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、 前記クランク角センサの出力に応答して前記指標値が対
応する気筒の判別を行い、 その判別結果から複数の各気筒毎に前記指標値をフィル
タ処理してノッキング判定基準を作成し、 前記指標値と前記ノッキング判定基準とに基づいてノッ
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 the value calculated based on the spectrum power over the observation period to the index value, and in response to the output of the crank angle sensor, determine the cylinder to which the index value corresponds, and the determination result From each of a plurality of cylinders to create a knocking determination standard by filtering the index value, perform knocking determination based on the index value and the knocking determination standard, the ignition advance corresponding to the determination result. A knocking control method characterized by controlling.
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、その周波数帯域内のスペクトラ
ムパワーに基づいて算出された値を指標値に設定し、 前記各周波数帯域毎に前記指標値をフィルタ処理してノ
ッキング判定基準を作成し、 前記各指標値と対応するノッキング判定基準とからノッ
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, over the observation period, preset a plurality of each frequency band that may contain a signal component representing the occurrence of knocking, for each of the frequency band, the spectrum power in the frequency band A value calculated based on the above is set as an index value, a knocking determination standard is created by filtering the index value for each of the frequency bands, and a knocking determination is made from the knocking determination standard corresponding to each of the index values. A knocking control method, wherein the ignition advance angle is controlled in accordance with the determination result.
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、 前記クランク角センサの出力に応答して内燃機関の回転
速度を検出し、その検出結果が予め定める複数の回転速
度帯域のどの帯域に属するかを判別し、 その判定結果から前記各回転速度帯域毎に前記指標値を
フィルタ処理してノッキング判定基準を作成し、 前記指標値とノッキング判定基準と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, a value calculated based on the spectrum power over the observation period is set as an index value, the rotation speed of the internal combustion engine is detected in response to the output of the crank angle sensor, and the detection result is predetermined. It is determined which of the plurality of rotation speed bands belongs to, and a knocking determination standard is created by filtering the index value for each of the rotation speed bands from the determination result, and from the index value and the knocking determination standard. A knocking control method characterized by performing knocking determination and controlling an ignition advance angle according to the determination result.
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、その周波数帯域内のスペクトラ
ムパワーに基づいて算出された値を指標値に設定し、 前記クランク角センサの出力に応答して、前記各指標値
が対応する気筒の判別を行うとともに、内燃機関の回転
速度を検出し、その検出結果が予め定める複数の回転速
度帯域のどの帯域に属するかを判別し、 前記各判別結果から、各周波数帯域の指標値を各気筒の
各回転速度帯域毎にフィルタ処理してノッキング判定基
準を作成し、 前記各指標値と対応するノッキング判定基準とからノッ
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, for each of the frequency band, the spectrum power in the frequency band The index value is set to a value calculated based on the above, and in response to the output of the crank angle sensor, the cylinder to which each of the index values corresponds is detected, and the rotation speed of the internal combustion engine is detected, and the detection is performed. It is determined which of the plurality of rotational speed bands the result belongs to, and from each of the determination results, the index value of each frequency band is determined for each rotational speed band of each cylinder. Knock control method filtered to create a knocking determination criterion, the performed knocking determination from the corresponding knock determination reference each index value, and controlling the spark advance in response to the determination result.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のノッ
キング制御方法。5. The knocking control method according to claim 1, wherein the index value is multiplied by a predetermined coefficient.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のノッ
キング制御方法。6. The knocking control method according to claim 1, wherein a predetermined increment is added to the index value.
とともに、予め定める増分を加算することを特徴とする
請求項1〜4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 multiplied by a predetermined coefficient and a predetermined increment is added.
か一方を気筒毎に変化することを特徴とする請求項5〜
7のいずれかに記載のノッキング制御方法。8. The method according to claim 5, wherein at least one of the coefficient and the increment is changed for each cylinder.
7. The knocking control method according to any one of 7.
か一方を周波数帯域毎に変化することを特徴とする請求
項5〜7のいずれかに記載のノッキング制御方法。9. The knocking control method according to claim 5, wherein at least one of the coefficient and the increment is changed for each frequency band.
れか一方を回転速度帯域毎に変化することを特徴とする
請求項5〜7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 5, wherein at least one of the coefficient and the increment is changed for each rotation speed band.
ともいずれか一方をマップとしてストアしておくことを
特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載のノッキン
グ制御方法。11. The knocking control method according to claim 8, wherein at least one of the changing coefficient and the increment is stored as a map.
たは増分の少なくともいずれか一方を、検出された回転
速度に対応して補間して求めることを特徴とする請求項
11に記載のノッキング制御方法。12. The knocking control method according to claim 11, wherein at least one of a coefficient and an increment stored in the map is interpolated in accordance with the detected rotation speed.
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、 前記クランク角センサの出力に応答して、前記指標値が
対応する気筒の判別を行う気筒判別手段と、 前記判別手段の判別結果から、複数の各気筒毎に前記指
標値をフィルタ処理してノッキング判定基準を作成する
判定基準作成手段と、 前記指標値とノッキング判定基準と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。13. 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 top dead center between pistons of the internal combustion engine in response to an output of the crank angle sensor. Of analysis means for performing a frequency analysis of the output from the knock sensor in the knocking observation period set between the predetermined timing, from the analysis result of the analyzing means, an index value setting means for obtaining an index value over the observation period, In response to the output of the crank angle sensor, a cylinder discriminating unit that discriminates a cylinder to which the index value corresponds, and based on the discrimination result of the discriminating unit, the index value is filtered for each of a plurality of cylinders and knocked. Judgment standard creating means for creating a judgment standard, and knocking judgment based on the index value and the knocking judgment standard, and corresponding to the judgment result. And a control unit for controlling the ignition advance angle.
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毎に指標値を求める指標値設定
手段と、 前記各周波数帯域毎の指標値をフィルタ処理してノッキ
ング判定基準を作成する判定基準作成手段と、 前記指標値と前記ノッキング判定基準とに基づいてノッ
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。14. 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 top dead center between pistons of the internal combustion engine in response to an output of the crank angle sensor. Of analysis means for performing frequency analysis of the output from the knock sensor in the knocking observation period set between the predetermined timing, from the analysis result of the analyzing means, over the observation period,
Index value setting means for obtaining an index value for each of a plurality of frequency bands that may include a signal component representing the occurrence of knocking, and a knocking determination standard is created by filtering the index value for each frequency band. A knocking control device comprising: a judgment reference creating means for performing knocking judgment based on the index value and the knocking judgment reference; and a control means for controlling an ignition advance angle corresponding to the judgment result. .
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、 前記クランク角センサの出力に応答して内燃機関の回転
速度を検出し、その検出結果から予め定める複数の回転
速度帯域のどの帯域に属するかを判別する回転速度判別
手段と、 前記回転速度判別手段の判別結果から、前記各回転速度
帯域毎に前記指標値をフィルタ処理してノッキング判定
基準を作成する判定基準作成手段と、 前記指標値とノッキング判定基準と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。15. 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 top dead center between pistons of the internal combustion engine in response to an output of the crank angle sensor. Of analysis means for performing a frequency analysis of the output from the knock sensor in the knocking observation period set between the predetermined timing, from the analysis result of the analyzing means, an index value setting means for obtaining an index value over the observation period, Rotational speed discriminating means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine in response to the output of the crank angle sensor and discriminating to which of a plurality of predetermined rotational speed zones it belongs from the detection result; Determination criterion creating means for creating a knocking determination criterion by filtering the index value for each rotation speed band from the determination result of A knocking control device comprising: a control unit that performs knocking determination based on the index value and a knocking determination standard, and controls the ignition advance angle in accordance with the determination result.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34903392A JPH06200859A (en) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | Knocking control method and its device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34903392A JPH06200859A (en) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | Knocking control method and its device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06200859A true JPH06200859A (en) | 1994-07-19 |
Family
ID=18401041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34903392A Withdrawn JPH06200859A (en) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | Knocking control method and its device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06200859A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011140960A (en) * | 2000-08-11 | 2011-07-21 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for identifying knocking of internal combustion engine having at least one cylinder |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34903392A patent/JPH06200859A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011140960A (en) * | 2000-08-11 | 2011-07-21 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for identifying knocking of internal combustion engine having at least one cylinder |
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---|---|---|---|
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