KR100492377B1 - 이온전류에 의한 내연기관의 노킹 검출방법 - Google Patents

Abstract

이온전류를 사용하여 이온전류에 중첩되는 노킹성분을 검출하고, 그 검출된 노킹성분으로부터 노킹의 발생을 검출하는 경우, 운전조건마다 노킹의 발생을 판정하기 위한 기준레벨을 학습할 필요가 있으나 제어가 복잡하게 된다.

연소의 개시로부터 실린더내에 흐르는 이온전류를 검출하고, 이온전류에 중첩되는 노킹성분을 판정레벨에 기초하여 판정하여 노킹의 발생을 검출하는 내연기관의 노킹 제어방법으로서, 이온전류의 피크값을 검출하고 검출된 피크값에 기초하여 판정레벨과 노킹성분의 적어도 어느 한쪽을 상대적으로 수정함과 동시에 검출된 피크값이 크게 됨에 따라 노킹이 발생하고 있는 것을 판정하기 어렵게 하는 것이다.

Description

이온전류에 의한 내연기관의 노킹 검출방법{KNOCKING DETECTION METHOD OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE BY ION CURRENT}

본 발명은 내연기관에서 발생하는 노킹을 이온전류의 특성에 기초하여 검출하는 이온전류에 의한 내연기관의 노킹 검출방법에 관한 것이다.

종래, 내연기관에서 발생하는 노킹을 검출하는 방법으로서는 진동형 노킹센서를 사용하여 검출하는 것이 일반적으로, 이 노킹센서로부터의 신호를 소정의 구간에서 판정함으로써 노킹을 검출하고 있다. 이 경우 노킹센서로부터의 신호중, 소정의 주파수대역의 신호를 취출해서 신호를 처리함으로써 노킹을 검출하는 것이다.

한편 근래, 점화직후의 연소실내에 이온전류를 흘려, 그 이온전류에 중첩되는 노킹성분을 검출함으로써 노킹을 검출하는 것이 고려되고 있다. 이와 같은 것으로서는 예를 들면 일본국 특개평 6-159129호 공보의 것과 같이 이온전류에 중첩되는 노킹성분을 분리하고, 분리된 노킹성분에 기초하여 노킹의 발생을 검출하는 것이 알려져 있다. 또 일본국 특개평 11-2174호 공보의 것에서는 노킹의 발생을 판정하기 위한 기준레벨을, 그 시점까지의 이온전류의 평균치에 기초하여 설정하고, 그 설정된 기준레벨과 노킹성분을 비교해서 노킹을 검출하는 구성이다.

그런데 상기와 같이 이온전류를 사용하여 노킹을 검출하는 것에 있어서는, 검출되는 이온전류의 파형이 그 처리회로에 있어서의 전기특성이나 그 외의 검출시의 여러조건에 의해 변화하는 것이 확인되어 있다. 이온전류 파형은 연소압력이 최대로 되는 연소의 피크와 대략 동일한 타이밍으로 최대 즉 피크로 되는 것으로, 일반적으로는 그 피크를 넘은 곳에서 노킹성분이 중첩되는 것이다.

이와 같은 이온전류에 있어서, 운전조건이나 검출시의 분산에 의해 이온전류의 파고값이 예를 들면 약 2배로 되면, 중첩되는 노킹성분도 약 2배로 된다. 이 때문에 분산된 이온전류에 기초하여 노킹판정레벨을 설정하면, 그 노킹판정레벨이 변동하는 것으로 되므로 이온전류를 검출할 때마다 학습할 필요가 있게 된다. 그런데 이온전류의 피크가 연소압력의 피크에 근사하게 변화됨으로써 노킹판정레벨의 학습은 내연기관의 각 운전상태마다 학습하지 않으면 노킹판정레벨의 변동을 흡수할 수 없다. 그렇지만 이와 같은 학습은 운전영역에 따라서 설정된 학습영역마다 상이하고, 그들의 학습영역 모두에 있어서 실시하지 않으면 아니되고, 그를 위한 제어가 복잡하게 되는 일이 있었다. 또 상기 후자의 것에 있어서는 노킹판정을 행하기까지의 연소시의 이온전류에 기초하여 설정한 기준레벨로, 금회의 연소시의 노킹판정을 실시하기 때문에 판정정밀도에 한계가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 수단을 강구한 것이다. 즉 본 발명에 관한 이온전류에 의한 내연기관의 노킹검출방법은 이온전류에 중첩되는 소정 주파수 성분에 기초한 노킹성분을 판정레벨과 비교하여 노킹의 발생을 검출하는 것으로, 이온전류의 피크값을 검출하고 피크값이 크게 됨에 따라서 부당하게 확대된 노킹성분을 검출로부터 제외하도록 판정레벨을 결정하고, 검출된 피크값이 크게 됨에 따라서 노킹이 발생되고 있는 것을 판정하기 어렵게 하는 구성이다.

(발명의 실시형태)

본 발명은 연소의 개시로부터 실린더내로 흐르는 이온전류를 검출하고, 이온전류에 중첩되는 소정 주파수 성분에 기초한 노킹성분을 판정레벨에 기초하여 판정하여 노킹의 발생을 검출하는 내연기관의 노킹 검출방법으로서, 이온전류의 피크값을 검출하고, 이온전류의 피크값에 기초하여 노킹이 발생하고 있지 않은 경우의 상기 노킹성분에 근사하는 기준레벨을 연산하고, 연산한 기준레벨에 기초하여 판정레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 이온전류에 의한 내연기관의 노킹 검출방법이다.

이와 같은 구성의 것이면, 노킹성분은 이온전류의 피크값이 크게 됨에 따라 본래의 레벨보다 확대되는 경우가 있는데, 판정레벨을 이온전류의 피크값에 기초하여 노킹이 발생하고 있지 않은 경우의 상기 노킹성분에 근사한 기준레벨을 연산하고, 연산한 기준레벨에 기초하여 판정레벨을 결정하므로, 본래의 레벨보다 확대된 노킹성분을 노킹발생의 검출로부터 제외하여 노킹검출 정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 예컨대 실제로는 노킹으로 판정되지 않을 작은 레벨의 노킹성분인데 운전상태의 분산에 의해 피크값이 커지고, 그에 따라 노킹성분이 그 본래의 레벨보다 확대됨으로써 노킹이 발생한 것을 잘못 검출하는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에 실제로 노킹으로 되는 노킹성분만을 검출할 수 있고, 노킹의 발생을 정확히 검출하는 것이 가능하게 된다. 또 동일 연소로 발생되는 피크값에 의해 그 연소로 발생되는 노킹을 검출할 수 있으므로 운전조건이 변화하고 있는 과도시에 있어서도 노킹를 착오검출하는 일이 없이 검출하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 노킹성분이 동일하더라도 이온전류의 피크값이 크게 됨에 따라서 착오검출을 확실히 방지하는 것이 가능하게 되어 검출정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또, 판정레벨을 기준레벨의 N(N은 정의 수)배로 설정하여 노킹성분과 비교하여, 또는 판정레벨을 기준레벨에 동등하게 설정하여 1/M(M은 정의 수)배한 노킹성분과 비교하여, 노킹을 검출하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성이면 기준레벨의 변화에 맞추어서 판정레벨을 적합하게 하는 것이 가능하게 된다. 또 운전상태 예를 들면 기관회전수나 부하 등에 따라서 기준레벨의 배율 또는 노킹성분의 배율을 가변토록 하여 검출정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.

실제의 내연기관의 운전상태에 있어서 생기는 잡음의 영향을 최소한으로 하기 위해서는 노킹성분의 검출기간에 있어서 노킹이 발생하고 있지 않은 운전상태에서 이온전류에 중첩되는 잡음성분을 검출하고 검출된 잡음성분에 기초하여 판정레벨 또는 노킹성분을 보정하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의하면 이온전류를 처리하는 전기회로의 제품분산이나 운전상태에 의해 상이한 잡음, 특히 백색잡음 혹은 백색잡음에 근사한 잡음을 제거하여 노킹판정을 행하는 것이 가능하게 되어 판정정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.

(실시예)

이하 본 발명의 한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에 개략적으로 도시한 엔진(100)은 자동차용의 4기통의 것으로 그 흡기계(1)에는 도시하지 않은 가속페달에 따라 작동하여 개폐하는 스로틀밸브(2)가 배열설치되고 이 하류측에는 서지탱크(3)가 설치되어 있다. 서지탱크(3)에 연통하는 한쪽의 끝부 근방에는 연료분사밸브(5)가 더 설치되어 있고, 그 연료분사밸브(5)를 전자제어장치(6)에 의해 각 기통마다 독립해서 분사하도록 제어하게 되어 있다. 연소실(30)을 형성하는 실린더 헤드(31)에는 불꽃을 발생함과 동시에 이온전류의 전극으로 되는 스파크 플러그(18)가 부착되어 있다. 또 배기계(20)에는 배기가스중의 산소농도를 측정하기 위한 O₂센서(21)가 도시하지 않은 머플러에 이르기까지의 관로에 배열설치된 3차원 촉매(22)의 상류의 위치에 부착되어 있다.

전자제어장치(6)는 중앙연산처리장치(7), 기억장치(8), 입력인터페이스(9), 출력인터페이스(11), 및 A/D 컨버터(10)를 구비하여 이루어지는 마이크로컴퓨터 시스템을 주체로 구성되어 있다. 입력 인터페이스(9)에는 서지탱크(3)내의 압력을 검출하기 위한 흡기압력센서(13)로부터 출력되는 흡기압신호(a), 엔진(100)의 회전상태를 검출하기 위한 컴포지션센서(14)로부터 출력되는 기통판별신호(G1)와 크랭크각도 기준위치신호(G2)와 엔진회전수신호(b), 차속을 검출하기 위한 차속센서(15)로부터 출력되는 차속신호(c), 스로틀밸브(2)의 개폐상태를 검출하기 위한 아이들스위치(16)로부터 출력되는 IDL 신호(d), 엔진(100)의 냉각수온을 검출하기 위한 수온센서(17)로부터 출력되는 수온신호(e), 및 상기 O₂센서(21)로부터 출력되는 전류신호(h) 등이 입력된다. 한편 출력인터페이스(11)로부터는 연료분사밸브(5)에 대하여 연료분사신호(f)가, 또 스파크 플러그(18)에 대하여 이그니션펄스(g)가 출력되도록 되어 있다.

이 스파크 플러그(18)에는 고압 다이오드(23)를 통하여 이온전류를 측정하기 위한 바이어스용 전원(24)이 접속되고, 입력 인터페이스(9)와 이 바이어스전원(24) 사이에는 이온전류 측정용 회로(25)가 접속되어 있다. 이온전류 측정용 회로(25)로서는 예를 들면 도 2에 도시하는 바와 같이 이온전류를 증폭함과 동시에 파형입력시의 스텝잡음을 회피하기 위하여 노킹 주파수 이하의 시정수(時定數)를 갖는 이온회로(25a), 이온회로(25a)로부터 출력되는 신호로부터 이온전류의 피크값과 노킹전류(In)를 추출하는 밴드패스필터(25b), 추출된 이온전류의 피크값과 노킹전류(In)를 포함하는 소정의 주파수대역의 신호의 절대치를 생성하는 ABS회로(25c), 및 ABS회로(25c)로부터 출력되는 절대치 신호를 적분하는 적분회로(25d)로 이루어지는 것이다. 이와 같은 회로구성에 있어서, 도 3에 도시하는 바와 같이 이온전류는 점화후 험준하게 상승하고 일단 감소한 후 재차 크게 되고, 연소압이 최대로 되는 크랭크각도 근방에서 최대치 즉 피크로 되는 것으로, 이 피크를 넘은 곳에서 노킹전류(In)가 중첩되는 일이 많으므로 노킹전류(In)는 이온전류가 피크로 되는 바로 앞부터 대략 이온전류가 소멸하기까지의 기간에 맞추어서 설정되는 노킹의 검출기간인 노킹윈도우에서 추출된다. 이 노킹윈도우에서는 노킹전류(In)를 검출함과 동시에 이온전류의 피크값을 검출할 수 있는 것이다. 또한 이온전류 측정용 회로(25) 그 자체는 당해 분야에서 공지의 각종의 것을 적용하는 것으로 좋다. 또 이 실시예에 있어서는 기통마다 이온전류가 검출될 수 있는 구성이다.

전자제어장치(6)에는 흡기압센서(13)로부터 출력되는 흡기압신호(a)와 컴포지션센서(14)로부터 출력되는 회전수신호(b)를 주된 정보로 하고, 엔진(100)의 운전상태에 따라서 결정되는 각종 보정계수로 기본 분사시간을 보정하여 연료분사밸브 개성시간 즉 인젝터 최종통전시간(T)을 결정하고, 그 결정된 통전시간에 의해 연료분사밸브(5)를 제어하여 엔진부하에 따른 연료를 흡기계(1)에 분사시키기 위한 프로그램이 내장되어 있다.

또 이와 같이 엔진(100)의 연료분사를 제어하는 한편, 점화마다 연소실내에 흐르는 이온전류를 측정하여 엔진(100)의 운전영역의 전영역에서 노킹의 발생을 검출하도록 전자제어장치(6)는 프로그래밍되어 있다. 즉 이 노킹검출 프로그램은 연소의 개시로부터 실린더내로 흐르는 이온전류를 검출하고, 이온전류에 중첩되는 소정 주파수 성분에 기초한 노킹성분을 판정레벨에 기초하여 판정하여 노킹의 발생을 검출하는 내연기관의 노킹 검출방법으로서, 이온전류의 피크값을 검출하고, 이온전류의 피크값에 기초하여 노킹이 발생하고 있지 않은 경우의 상기 노킹 성분에 근사한 기준레벨을 연산하고, 연산한 기준레벨에 기초하여 판정레벨을 결정하는 구성이다.

이 이온전류에 의한 노킹검출 프로그램의 개요는 도 4에 도시하는 것과 같은 것이다. 도 4에 도시하는 것은 이온전류의 특성으로서의 피크값(NIONPK)으로부터, 함수를 사용하여 노킹이 발생하고 있지 않은 경우의 기준레벨(NKNKAPB)를 계산하고 그 기준레벨(NKNKAPB)에 기초하여 노킹전류(In)에서 얻은 노킹성분(NIONKNK)의 레벨을 판정하여 노킹의 발생을 검출하는 것이다.

도 4에 있어서, 스텝 S1에서는 이온전류의 피크값(NIONPK)을 계산한다. 피크값(NIONPK)은 적분회로(25d)에 의해 펄스와 같은 잡음을 회피하기 위하여 주파수의 진폭성분의 적분값(면적)으로 구하는 것이다. 이온전류의 피크는 운전상태에 따라 크기가 상이한 것으로, 연소압이 높으면 피크값(NIONPK)도 크게 된다. 스텝 S2에서는 얻은 피크값(NIONPK)을 하식에 적용시켜서 기준레벨(NKNKAPB)을 계산한다.

NKNKAPB＝NKNPAKBA×NIONPK＋NKNKAPBB ……(1)

수식 (1)에 있어서, NKNPAKBA는 비례정수, NKNKAPBB는 가산정수이다. 비례정수(NKNPAKBA) 및 가산정수(NKNKAPBB)는 예를 들면 이온전류 측정용 회로(25)에 있어서의 이온회로(25a)가 출력의 분산에 의해 이온전류의 피크값(NIONPK)이 크게 되거나 혹은 반대로 작게 된 경우에 있어서도, 피크값(NIONPK)이 크게 됨에 따라 노킹성분(NIONKNK)이 크게되는 것으로부터, 노킹이 발생하고 있지 않은 경우의 노킹성분(NIONKNK)에 근사한 전류성분과 피크값(NIONPK)의 관계를 실험을 통하여 함수화하여 구한 것이다.

이 경우에 이온전류가 큰 경우와 작은 경우와 그 중간의 크기의 경우에 있어서. 상기 양자의 관계는 대략 상사한 관계를 표시하는 것이다. 그러므로, 비례정수(NKNPAKBA) 및 가산정수(NKNKAPBB)는 그와 같은 이온전류의 크기에 관계없이 1개 값을 설정하면 된다. 따라서 기준레벨(NKNKAPB)은 도 5에 도시하는 바와 같이 피크값(NIONPK)의 1차함수로 되고, 피크값(NIONPK)을 검출하고 상기 수식(1)에 대입함으로써 학습하지 않고 운전상태의 여하에 관계없이 팽창행정마다 즉 전운전상태에서 기준레벨(NKNKAPB)을 설정할 수 있는 것이다.

스텝 S3에서는 기준레벨(NKNKAPB)에 적합정수(NKNKJD)를 곱해서 노킹의 발생을 검출하기 위한 판정레벨(CLVL)을 계산하고, 계산으로 얻어진 판정레벨(CLVL)과 노킹성분(NIONKNK)을 비교해서 노킹의 발생을 검출한다. 구체적으로는 노킹성분(NIONKNK)이 판정레벨(CLVL)이상인 경우에는 노킹이 발생하고 있다고 판정하는 것이다. 이것을 수식(2)으로 표시한다.

NIONKNK≥KNKNAPB×KNKNJD ……(2)

상기 수식 (2)에 있어서, KNKNJD는 적합정수이고, 이온전류 측정용 회로(25)에 있어서의 분산에 비추어 이온전류 측정용 회로(25)에 있어서 본래의 크기보다 확대되는 노킹성분(NIONKNK)을 제외할 수 있는 수치로 설정하는 것이다. 이 실시예에서는 판정레벨(CLVL)을 설정함에 있어서, 기준레벨(NKNKAPB)이 크게 됨에 따라서 높게 되도록 설정하는 것이다. 바꿔 말하면 기준레벨(NKNKAPB)은 피크값(NIONPK)이 크게 됨에 따라서 높게 되므로, 판정레벨(CLVL)은 피크값(NIONPK)이 크게 됨에 따라 높게 되는 방향으로 보정하여 설정하는 것으로 된다.

이와 같은 설정의 경우 적합정수(NKNKJD)는 (정의 수)로서 좋고, 예를 들면 4로 설정하면 좋다. 또 적합정수(NKNKJD)를 1로 설정한 경우, 즉 기준레벨 (NKNKAPB)을 그대로 판정레벨(CLVL)로 하는 경우에 있어서는 노킹성분(NIONKNK)을 1/M(정의 수)배 하는 것이라도 좋다. 이 경우 노킹성분 (NIONKNK)을 1/4배로 설정하면 기준레벨(NKNKAPB)를 4배한 경우의 수식 (2)에 있어서 기준레벨(NKNKAPB)을 1배한 경우의 수식(2)과 등가로 된다. 또한 기준레벨(NKNKAPB)이 극단히 작지 않고, 노킹성분(NIONKNK)이 극단히 크게 되지 않는 경우에는 판정레벨(CLVL)을 기준레벨 (NKNKAPB)의 2배로 하고, 또한 노킹성분(NIONKNK)을 1/2배로 설정하는 것으로 해도 좋다.

이와 같은 구성에 있어서, 노킹이 발생되고 이온전류에 노킹전류(In)가 중첩하고 있으면, 이온전류 측정용 회로(25)에 의해 노킹성분(NIONKNK)이 추출된다. 이 경우에 먼저 스텝 S1에 있어서 계산된 피크값(NIONPK)에 의해 스텝 S2에 있어서 기준레벨(NKNKAPB)을 계산하고, 그 기준레벨(NKNKAPB)에 기초하여 판정레벨(CLVL)을 계산하며, 그 판정레벨(CLVL)과 노킹성분(NIONKNK)을 비교해서 노킹의 발생을 검출하는 것이다. 스텝 S3에 있어서 추출된 노킹성분(NIONKNK)이 판정레벨(CLVL) 이상인 경우에 노킹이 발생되고 있다고 판정한다.

이와 같이 각 기통에 있어서의 팽창행정마다 이온전류의 피크값(NIONPK)에 기초하여 기준레벨(NKNKAPB)를 계산하고, 그 기준레벨(NKNKAPB)에 기초하여 판정레벨(CLVL)을 계산하고 있으므로, 운전상태의 여하에 관계없이 운전영역의 전역에 있어서 판정레벨(CLVL)을 학습하는 일 없이 설정할 수 있다. 추출된 노킹성분(NIONKNK)이 큰 피크값(NIONPK)의 경우의 것이면, 이온전류 측정용 회로(25)에서 본래의 크기보다도 확대되어 있어도 피크값(NIONPK)의 크기에 따라서 판정레벨(CLVL)이 크게 되어 있으므로 노킹검출이 어렵게 되어 있고, 노킹이 발생된 것을 착오검출하는 것을 방지할 수 있다. 한편 실제로 큰 레벨의 노킹이 발생되고 있는 경우에는 판정레벨(CLVL)을 충분히 상회하고 있으므로, 노킹이 발생되는 것을 검출할 수 있다.

따라서 운전영역마다 학습을 하는 경우에 비교해서 노킹의 발생을 검출하는 순서를 간략화할 수 있고, 착오학습에 의해 판정레벨이 변동한다는 문제가 없으므로, 노킹의 검출(판정)정밀도를 높일 수 있다. 게다가 1회의 연소에 있어서 피크값(NIONPK)을 계산하고 그 피크값(NIONPK)에 기초하여 설정하는 판정레벨 (CLVL)에 의해 노킹의 판정이 가능하므로 운전조건이 변화되고 있는 과도기시에 있어서도 노킹을 착오판정하는 일 없이 노킹의 발생을 검출할 수 있다. 또 피크값(NIONPK)에 기초하여 계산한 기준레벨(NKNKAPB)을 N배하여 판정레벨(CLVL)을 설정하고 있으므로 예를 들면 저부하저회전, 저부하고회전, 고부하저회전, 고부하고회전이라고 하는 운전상태에 따라서 배수인 N을 적당히 설정함으로써 검출정밀도를 향상시킬 수 있다.

다음에 본발명의 다른 실시예에 관해서 설명한다.

이 이외의 실시예는 기본적으로는 상기 실시예와 동일한 구성인데, 이온전류 측정용 회로(25)의 제조시의 분산이나 차량주행시의 라디에이터 팬의 작동 등에 의해 기인하는 잡음, 특히 백색잡음이 이온전류에 중첩되고 그 때문에 피크값(NIONPK)이 오프셋되어 기준레벨(NKNKAPB)이 본래의 레벨로부터 백색잡음 분량만큼 크게 되고, 노킹판정의 검출정밀도가 저하하는 것을 고려한 구성의 것이다.

이 이외의 실시예에 있어서의 노킹검출 프로그램의 개략순서를 도 6에 도시한다.

도 6에 있어서, 스텝 S11에서는 오프셋값(OFFSET)을 설정하기 위하여 노킹윈도에 있어서 검출하는 이온전류에 중첩하는 잡음에 기인하는 전류신호(NIONKNKW)의 변동이 미리 설정된 판정기준값 이하인지 아닌지를 판정한다. 즉 노킹이 발생되고 있지 않고 또한 백색잡음이 생겨있고, 그 백색잡음이 이온전류에 중첩되어 있는 경우, 노킹윈도우에 있어서 노킹전류(In)를 검출하도록 해서 중첩되는 전류신호(NIONKNKW)를 검출한다. 검출된 전류신호(NIONKNKW)가 판정기준치를 상회하는 경우에는 검출된 전류신호(NIONKNKW)를 백색잡음에 의한 것으로 한다. 판정기준치는 비교적 작은 노킹에 의한 노킹전류(In)의 변동레벨보다 작게 설정되어 있고, 백색잡음을 판별할 수 있도록 설정되어 있다. 스텝 S11에 있어서 전류신호(NIONKNKW)의 변동이 판정기준치 이하라고 판정한 경우는 이 제어를 종료한다.

스텝 S12에서는 이 잡음이 이온전류에 중첩된 상태의 이온전류의 피크값(NIONPK)과 전류신호(NIONKNKW)에 기초하여 변수(NKNBSB)를 연산한다. 즉 잡음이 중첩되어 있지 않은 상태에서는 전류신호(NIONKNKW)와 피크값(NIONPK)에 비례정수(NKNKAPBA)에 곱한 값과는 동등하게 되는데, 잡음이 중첩되어 있으므로 그 잡음분만큼의 차이가 생긴다. 그 차이를 변수(NKNBSB)로 하는 것이다.

NKNBSB＝NIONKNKW－NKNKAPBA×NIONPK …… (3)

스텝 S13에서는 변수(NKNBSB)의 평균치(NKNBSNB)를 연산한다. 이것은 각 팽창행정에 있어서의 분산을 흡수하기 때문이다. 스텝 S14에서는 잡음에 의한 기준레벨(NKNKAPB)의 오프셋값(OFFSET)을 평균치(NKNBSNB)와 잡음이 중첩되지 않은 경우의 기준레벨(NKNKAPB)에 의해 연산된다.

OFFSET＝NKNKAPB－NKNBSNB ……(4)

스텝 S15에서는 기준레벨(NKNKAPB)에 적합정수(NKNKJD)를 곱한 값으로부터 오프셋값(OFFSET)을 감함으로써 판정레벨(CLVL)을 연산한다.

CLVL＝NKNKAPB×NKNKJD－OFFSET ……(5)

즉 잡음이 중첩되어 있을 경우에, 검출된 이온전류에 기초하여 상기 수식 (1)에 있어서의 가산정수(NKNKAPBB)를 학습하고, 얻은 기준레벨(NKNKAPB)에 적합정수(NKNKJD)를 곱하여 판정레벨(CLVL)을 연산하면, 잡음의 레벨도 적합정수(NKNKJD)의 분량만큼 배증 된다. 이 때문에 예를 들면 작은 규모의 노킹, 큰 노킹으로 판정하고 만다든지, 혹은 반대로 작은 잡음을 판정할 수 없게 되는 일이 있는데, 이 실시예와 같이 수식 (3), 수식 (4) 및 수식 (5)에 의해 판정레벨(CLVL)을 설정하면, 오프셋값(OFFSET)을 적합정수(NKNKJD)에 의해 곱셈하는 일이 없으므로 도 7에 도시하는 바와 같이, 기준레벨(NKNKAPB)을 잡음에 의한 오프셋분량만큼 수정하여 판정레벨(CLVL)을 설정할 수 있다. 따라서 작은 규모의 노킹, 큰 노킹으로 판정하고 만다든지 혹은 반대로 작은 잡음을 판정할 수 없게 되는 일이 있다는 문제가 생기는 것을 억제할 수 있어 노킹 발생의 검출정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 이상에서 설명한 각각의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

상기 다른 실시예에서는 기준레벨(NKNKAPB)에 적합정수(NKNKJD)를 곱한 것으로 판정레벨(CLVL)을 설정하였는데, 상기 실시예에 있어서 설명한 바와 같이 기준레벨(NKNKAPB)을 그대로 판정레벨(CLVL)로 하여 노킹성분(NIONKNK)을 1/M(정의 수)배하는 것이어도 좋다.

그 외에 각부의 구성은 도시한 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형이 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 노킹성분은 이온전류의 피크값이 크게 됨에 따라 본래의 레벨보다 확대되는 경우가 있는데, 판정레벨을 이온전류의 피크값에 기초하여 노킹이 발생하고 있지 않은 경우의 상기 노킹성분에 근사한 기준레벨을 연산하고, 연산한 기준레벨에 기초하여 판정레벨을 결정하므로, 노킹검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 즉 예를 들면 실제로는 노킹으로 판정되지 않을 작은 레벨의 노킹성분인데 운전상태의 분산에 의해 피크값이 커지고, 그에 따라 노킹성분이 그 본래의 레벨보다 확대됨으로써 노킹이 발생한 것을 잘못 검출하는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에 실제로 노킹으로 되는 노킹성분만을 검출할 수 있어, 노킹의 발생을 정확히 검출할 수 있다. 또 동일 연소로 발생되는 피크값에 의해 그 연소로 발생되는 노킹을 검출할 수 있으므로, 운전조건이 변화하고 있는 과도시에 있어서도, 노킹을 착오검출하는 일 없이 검출할 수 있다.

또, 이온전류의 피크값이 크게 됨에 따라, 착오검출을 확실히 방지할 수 있어, 검출정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 이와 같이 해서 결정된 판정레벨과 기준레벨의 N(N은 정의 수)배로 설정하여 노킹성분을 비교하여, 또는, 판정레벨과 기준레벨에 동등하게 설정하여 1/M(M은 정의 수)배한 노킹성분을 비교하여, 노킹을 검출하는 것으로 하면, 기준레벨의 변화에 맞추어서 판정레벨을 적합시킬 수 있다. 또한 운전상태 예를 들면 기관회전수나 부하 등에 따라서 기준레벨의 배율 또는 노킹성분의 배율을 가변으로 하여 검출정밀도를 향상시킬 수 있다.

실제의 내연기관의 운전상태에 있어서 생기는 잡음의 영향을 최소한으로 하기 위해서는 노킹성분의 검출기간에 있어서 노킹이 발생되고 있지 않은 운전상태에서 이온전류에 중첩되는 잡음성분을 검출하고, 검출된 잡음성분에 기초하여 판정레벨 또는 노킹성분을 보정하는 것으로 하면, 이온전류를 처리하는 전기회로의 제품분산이나 운전상태에 따라 상이한 잡음, 특히 백색잡음 혹은 백색잡음에 근사한 잡음의 영향을 최소한으로 하여 제거해서 노킹판정을 행할 수 있어, 판정정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예를 도시하는 개략구성 설명도,

도 2는 본 발명의 한 실시예의 이온전류 측정용 회로의 블록도,

도 3은 본 발명의 한 실시예에 있어서의 이온전류에 노킹전류가 중첩된 상태를 도시하는 파형도,

도 4는 본 발명의 실시예의 개략적인 제어순서를 도시하는 플로차트,

도 5는 본 발명의 실시예의 작용설명도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예의 개략적인 제어순서를 도시하는 플로차트, 및

도 7은 본 발명의 다른 실시예의 작용설명도.

(부호의 설명)

6 : 전자제어장치 7 : 중앙 연산처리장치

8 : 기억장치 9 : 입력 인터페이스

10 : A/D 컨버터 11 : 출력 인터페이스

18 : 스파크 플러그 30 : 연소실

Claims (7)

1. 연소의 개시부터 실린더내에 흐르는 이온전류를 검출하고, 이온전류에 중첩되는 소정 주파수 성분에 기초한 노킹성분을 판정레벨에 기초하여 판정하여 노킹의 발생을 검출하는 내연기관의 노킹 검출방법에 있어서,

   이온전류의 피크값을 검출하고,

   이온전류의 피크값에 기초하여 노킹이 발생하고 있지 않은 경우의 상기 노킹성분에 근사한 기준레벨을 연산하고,

   연산한 기준레벨에 기초하여 판정레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 이온전류에 의한 내연기관의 노킹 검출방법.
2. 제 1 항에 있어서, 판정레벨을 기준레벨의 N(N은 정의 수)배로 설정하여 노킹성분과 비교하여, 또는, 판정레벨을 기준레벨에 동등하게 설정하여 1/M(M은 정의 수)배 한 노킹성분과 비교하여, 노킹을 검출하는 것을 특징으로 하는 이온전류에 의한 내연기관의 노킹 검출방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 노킹성분의 검출기간에서 노킹이 발생하고 있지 않은 운전상태에서 이온전류에 중첩되는 잡음성분을 검출하고,

   검출된 잡음성분에 기초하여 판정레벨 또는 노킹성분을 보정하는 것을 특징으로 하는 이온전류에 의한 내연기관의 노킹 검출방법.
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