JPS5837531A - ノツキング検出方式 - Google Patents

ノツキング検出方式

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JPS5837531A
JPS5837531A JP13482381A JP13482381A JPS5837531A JP S5837531 A JPS5837531 A JP S5837531A JP 13482381 A JP13482381 A JP 13482381A JP 13482381 A JP13482381 A JP 13482381A JP S5837531 A JPS5837531 A JP S5837531A
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JP
Japan
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internal combustion
combustion engine
pattern
turn
knocking
Prior art date
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Pending
Application number
JP13482381A
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English (en)
Inventor
Satoru Kabasawa
樺澤 哲
Hidekazu Tsuboka
英一 坪香
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
    • G01L23/22Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
    • G01L23/221Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
    • G01L23/225Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines circuit arrangements therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガソリンエンノン等の内燃機関の振動を変換
して得られる電気信号に関して、該電気信号から得られ
る入カバターンと予め登録された標準・にターンとの・
ゼターンマッチングを行うことによって、内燃機関のノ
ッキングを検出することを目的としたものである。
第1図と第2図は、ガソリンエンジン等の内燃機関の一
構成要素である点火プラグの点火回数が、それぞれ10
00回/分と2500回/分の場合に関して、前記内燃
機関の振動を変換して得られる電気信号の周波数分析結
果の時間的な変化を表している。ただし、両図ともに前
記内燃機関が正常振動している場合に関するものである
。両図を比較して明らかなように、前記点火回数の増加
に、伴い8 kHz近傍の振幅の大きさが増加している
したがって、前記点火回数の増加に伴い、前記信号のレ
ベルが増加する。
ノッキング検出方式として従来提案されているものは、
例えば前記電気信号のレベルが予め定められた閾値を越
えると、前記内燃機関においてノ。
ッキングが発生していると判定するものである。
しかし、前述の如く、第1図と第2図から、ノッキング
が発生していない場合においてさえも、前記点火回数の
増加に伴い前記信号レベルが増加して前記閾値を越えて
しま〜い、ノッキングを誤検出する可能性が高い。$3
図は、これを説明するための図であって、前記点火回数
が1000回/分の場合と2500回/分の場合に関す
−る前記電気信号の電力を表している。゛ただし、同図
においてはノッキングの発生している場合の電力をメツ
キングの発生していない場合の電力で正規化している。
第3図から明らかなように、前記点火回数が増加すると
、ノッキングが発生している場合とノッキングが発生し
ていない場合との前記電、力の差が小さくなっている。
したがって、従来の方式によれば前記点火回数の増加が
原因となって、ノッキングΩ誤検出が発生しやすい。ま
た、ノッキング検出のための閾値は、前記点火回数の変
動1考慮して決定する必要があり、閾値決定が非常に複
雑になる。
このような背景のもとに、本発明は、前記、内燃機関に
おいて、より簡単゛°でより正確なノッキング検出を行
うことを目的として提案されたものである。
本発明の構成例のプロ、り図を第4図に示す。
1で示される電気信号変換部は、ガソリンエンジン等の
内燃機関の振動を電気信号に変換して出力する。2で示
される周−波数分析部は、電気信号変換部lの出力を周
波数分析して入力信号パターンを発生する。3で示され
”るサンプリング部は、前記入力信号ノリ−ンを一定時
間毎にサンプリングして、サンプルパターンa7(i=
1 、2 、3・・・)を発生する−04で示される標
輌・ヤターン保持部は、前記内燃機関が正常振動してい
る場合の前記信号パター′を標準′リーフejcj=1
.2.3・・・)として保持している。5で示されるノ
9ターンマツチング部は、前記サンプルパターンa・(
i=1.2+3・・・)と前記標準パターンS・(j=
1 、2 、3・・・)ノ とのノターンマ、チングを行う。例えば、サンノル・リ
ーンaiと標準・り一ン8jの重両距離d t jを計
算する。いま、サンプルパターン&・が、$ &、=Cai1..i2.−、、、n)1.、、・・・
・・・(1)標準ノ9ターン81jが ””  (8jl tl j2+  ”’  *   
m jn)  瞥   °°゛ ……  (2)と表わ
されるとき、市街距離d7jは次式で与えられる。
ノ臂ターンマツチング部5においては、予め標準パター
ン保持部4に登録された標準・Pターンのすべてに関し
て、入力サンゾルieターンとの市街距離d を計算し
、市街距離ベクトルd、; −(d z’ I l d
 Z 21す ・1 d”+・・・)を出力する。6で示されるフッキ
ン2ノ グ検出部は、・リーンマツチング部5の出力である市街
距離ベクトルdiの要素の最大値が予め定められた閾値
よりも大きな場合にノッキングを検出し、ノッキング検
出信号を発生する。
次に、本発明の他の構成例のグロック図を第5図に示す
。1で示される電気信号変換部、2で示される周波数分
析部、3で示されるサンプ1)ング部、4で示される標
準・ぞターン保持部の各部は、第4図において示された
構成例のフ゛ロック図のそれぞれの部に対応しており、
果す機能も全く同様である。7で示される点火回数計数
部は、前言己内燃機関の一構成要素である点火グラブの
点火回数を計数し、その計数値をサンプリング部3の出
力に同期して出力する。5で示される・ξター/マツチ
ング部は、点火回数計数部7の出力をもとに、標準・P
ターン保持部4に登録されている標準・ぞターンのうち
、点火回数の計数値に対応した標準・Pターンとサンプ
リング部3の出力であるサンプル・ぞターンとの市街距
離を計算し、その値を出力する。6で示されるノッキン
グ検出部においては、・Pターンマツチング部5の出力
をもとにノッキング検出を行い、ノッキングを検出した
場合には、ノッキング検出信号を出力する。
特に、第4図及び第5図において4で示される標準パタ
ーン保持部のデータ量をできるだけ少なくするために、
また第4図、第5図において5で示されるパターンマツ
チング部でのパターンマツチングに必要な処理量を軽減
するために、前記サングルノリ−ンaiのうち、ノッキ
ングの有無によってレベル変動が著しい特定周波数領域
に着目し、該領域内の一種以上の周波数に関するサンプ
ル値のみでサングルノ!ターン べ ”(a′i1”′i2’ ・・・* a’z m)
  (mりn )  ・・・・・・ (4)を構成し、
標準・ぞターン E37  ” (、/、 + I 8/j2 + ”’
 r ”7In)  (m <n )  ・・・=・(
5)とのパターンマツチングを行う方法も非常に有効で
ある。
ところで第6図、第7図は、ガソリンエンジン等の内燃
機関の一構成要素である点火ブラダの点火回数がそれぞ
れ1000回/分と2500回/分の場合に関して、前
記内燃機関においてノッキングが発生している場合の振
動を変換して得られる電気信号を周波数分析した結果の
時間的変化を示したものであり、例えばこれらの図にお
いて前記特定周波数領域は8 kHz近傍となる一0以
上のような構成例を用いてノッキング検出を行うことに
より、後述するような効果が得られる。
ただし、第4図、第5図において2で示されている周波
数分析部は、入力信号・ぐターンを発生する一手段であ
って、周波数分析手段に限らず入力信号・ぞターンを特
徴づけるものであれば良い。
また、第4図の構成例のブロック図において、標準・ぞ
ターン保持部に予め登録される標準パターンは前記内燃
機関が正常振動している場合に得られる電気信号にもと
ついていたが、これは、前記内燃機関が異常振動してい
る場合に得られる電気信号にもとづいて標準・ぐターン
を登録し、・ンターンマッチング部5において一市街距
離を計算して、ノッキング検出部6において市街距離ベ
クトルの要素のうち最小値が予め定めた閾値よりも、小
さい場合にノッキングを検出するとしても良い。
第5図のような構成例においても全く同様である。
さらに、第4図、第5図の・ンターンマッチング部にお
いて、パターンマツチング手段として市価距離の計算を
例にあげたが、市街距離の代りに、ユークリッド距離や
その他種々の距離を用いることも可能である。
第6図、第7図は、ガソリンエンシン等の内燃機関の一
構成要素である点火プラグの点火回数が、それぞれ10
00回/分と2500回/分の場合に関して、前記内燃
機関の振動を変換して得られる電気信号を周波数分析し
た結果の時間的変化を示している。これらの図は、とも
に前記内燃機関においてノッキングが発生している場合
のものである。
第1図と第6図、1だ、第2図と第7図を比較して明か
なように、本発明において提案された構成例を用いれば
、前記点火回数の影響を全く考慮することなく容易にか
つ正確に前記内燃機関のノ。
ッキング検出を行うことができる。
ノッキング検出に関する閾値を、前記点火回数の変動を
考慮することなく決定できる。
また、前記点火回数を知、ることによって、点火回数に
対応した標準・9ターンのみ用いて・やターンマツチン
グを行うことも可能であり、マツチング回数を減すこと
も可能である。
さらに、特定周波数領域に関してのみ4ターンマツチン
グを行うことにより、・ぐターンマツチングの処理量を
減すだけでなく、標準・にターンのデータ吋も減すこと
が可能であり構成が簡単で、装置化が容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ガソリンエンノン等の内燃機関の一構成安素
である点火プラグの点火回数か1000回/分の場合に
、前記内燃機関の正常な振動を変換して得られる電気信
号を周波数分析した結果の時間的変化を表した図、 第2図は、前記点火回数が2500回/分の場合に、前
記正常振動を変換して得られる電気信号を周波数分析し
た結果の時間的変化を表した図、第3図は、前記内燃機
関の正常振動と異常振動のそれぞれを変換して得られる
電気信号の電力を表した図、 第4図と第5図は、本発明の構成例のブロック図、第6
図は、点火回数が1000回/分の場合に、前記内燃機
関の異常振動を変換して得られる電気信号を周波数分析
した結果の時間的変化を表した図、 第7図は、点火回数が2500回/分の場合に、前記異
常振動を変換して得られる電気信号を周波数分析した結
果の時間的変化を表した図である。 1・・・電気信号変換部、2・・・周波数分析部、3・
・・サンプリング部、4・・・標準・やターン保持部、
5・・・・リーンマツチング部、6・・・ノッキング検
出部、7・・・点火回数計数部。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  ガソリンエンノン等の内燃機関の振動を変換
    して得られる電気信号を用いて、内燃機関のノッキング
    を検出する装置において、該内燃機関の振動を電気信号
    に変換する手段、該電気信号の標準パターンを予め登録
    しておく手段、前記電気信号から入力信号・母ターンを
    発生する手段、該入力信号パターンをサンプリングする
    手段、該サンプ# ノクタ” (!: 前記標準パター
    ンとの)やターンマツチングを行う手段を有し、該結果
    を用いて内燃機関の異常振動を検出することを特徴とす
    る内燃機関のノッキング検出方式。
  2. (2)前記内燃機関の一構成要素である点火プラグの点
    火回数を知る手段を有し、前記・母ターンマツチング手
    段において、点火回数に対応した前記標準ツクターンと
    のツヤターンマツチングを行い、該結果によって内燃機
    関の異常振動を検出することを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項記載の内燃機関のノッキング検出方式。
  3. (3)前記電気信号を周波数分析する手段、該周波数分
    析手段の出力を一定時間毎にサンダルする手段を有し、
    一種以上の周波数に関するサンプル値で構成されるサン
    ゾル値ベクトルを前記電気信へ徴づけるサンダル・リー
    ンとし、前記パターンマツチング手段において該サンプ
    ルノやターンと標準・ぞターンとのパターンマツチング
    を行い、該結果によって内燃機関の異常振動を検出する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の内燃
    機関のノッキング検出方式。
  4. (4)ガソリンエンジン等の内燃機関の一構成要素であ
    る点火プラグの点火回数を知る手段を有し、前記・にタ
    ーンマツチング手段において、点火回数に対応した標準
    ・ンターンと前記サンプル・9ターンとの・母ターンマ
    ツチングを行い、該結果によって内燃機関の異常振動を
    検出することを特徴とする特許請求の範囲第(3)項記
    載の内燃機関のノッキング検出方式。
  5. (5)  前記内燃機関におけるノッキングの有無によ
    って、前記周波数分析手段の出力の変動が著しい特定周
    波数領域内の一種以上の周波数に関するサンプル値でサ
    ンプル・ぞターンを構成し、前記ノミターンマツチフッ
    手段において該サンプル/ゼターント標4.fターンと
    のパターン々7テングtl’fイ、該結果によって内燃
    機関の異常振動を検出することを特徴とする特許請求の
    範囲第(3)項または第(4)項記載の内燃機関のノッ
    キング検出方式。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0126946A2 (de) * 1983-05-28 1984-12-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung des Klopfens einer Brennkraftmaschine
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JPH04101040A (ja) * 1990-08-13 1992-04-02 Japan Electron Control Syst Co Ltd 内燃機関の空燃比制御装置

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