KR20000042284A - Apparatus for and method of controlling ignition timing using knock sensor in automobile - Google Patents

Apparatus for and method of controlling ignition timing using knock sensor in automobile Download PDF

Info

Publication number
KR20000042284A
KR20000042284A KR1019980058444A KR19980058444A KR20000042284A KR 20000042284 A KR20000042284 A KR 20000042284A KR 1019980058444 A KR1019980058444 A KR 1019980058444A KR 19980058444 A KR19980058444 A KR 19980058444A KR 20000042284 A KR20000042284 A KR 20000042284A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
knock
engine
energy level
ignition timing
signal
Prior art date
Application number
KR1019980058444A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100286888B1 (en
Inventor
김남귀
Original Assignee
정주호
대우자동차 주식회사
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 정주호, 대우자동차 주식회사 filed Critical 정주호
Priority to KR1019980058444A priority Critical patent/KR100286888B1/en
Publication of KR20000042284A publication Critical patent/KR20000042284A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100286888B1 publication Critical patent/KR100286888B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/152Digital data processing dependent on pinking
    • F02P5/1526Digital data processing dependent on pinking with means for taking into account incorrect functioning of the pinking sensor or of the electrical means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/027Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using knock sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497With detection of the mechanical response of the engine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE: An apparatus for and method of controlling an ignition timing using a knock sensor are provided to prevent a repeated occurrence of knock and achieve an optimized engine output while allowing advancement or retardation of the ignition timing of engine according to the rotation speed and load of the engine. CONSTITUTION: An apparatus for controlling an ignition timing comprises a knock window setting unit for setting a begging value and a duration value of the knock window according to a rotation speed of an engine and controlling an integrator, a knock frequency setting unit for setting a knock window filtering frequency band and controlling a band-pass filter, a gain control unit for controlling an amplifier by setting an amplification degree for detecting a normal engine noise by each rotation speed of engine and load, a knock determination unit for receiving the normal engine noise signal and the estimated digital knock signal, estimating a knock energy level, determining whether to knock by comparing the estimated knock energy level with a reference level, and advancing or retarding an ignition timing of the engine, and an engine noise setting unit for setting a normal engine noise if a knock is not occurred and applying the normal engine noise to the gain control unit and the knock determination unit.

Description

차량에서 노크 센서를 이용한 점화시기 제어 장치 및 방법Ignition timing control device and method using knock sensor in vehicle

본 발명은 차량에서 노크 센서를 이용한 점화시기 제어에 관한 것으로, 특히 노크 센서에서 측정한 노크 신호를 이용하여 엔진회전속도와 부하에 대응하는 노크 에너지 레벨 측정한 후, 기준 노크 에너지 레벨과 비교한 결과에 따라 엔진의 점화시기를 진각 또는 지각시킬 수 있도록 한 차량에서 노크 센서를 이용한 점화시기 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to ignition timing control using a knock sensor in a vehicle. In particular, after the knock energy level corresponding to the engine rotation speed and the load is measured using the knock signal measured by the knock sensor, the result is compared with a reference knock energy level. The present invention relates to an ignition timing control device and method using a knock sensor in a vehicle to advance or perceive an ignition timing of an engine.

일반적으로, 차량의 엔진에 있어서 연료와 공기가 혼합되어 있는 혼합 가스는 외부의 불꽃에 의해 기화기에서 점화되며, 해당 외부의 불꽃으로는 점화 장치에서 발생되는 전기 스파크가 사용되어진다.In general, in the engine of a vehicle, a mixed gas in which fuel and air are mixed is ignited by a vaporizer by an external flame, and an electric spark generated by an ignition device is used as the external flame.

그리고, 해당 점화 장치는 엔진의 어떠한 운전 조건 하에서도 미리 설정되어 있는 점화시기(Spark Timing)에 따라 해당 혼합 가스를 순간적으로 점화시킬 수 있는 점화 에너지(Spark Energy)를 발생시켜 준다. 즉, 해당 점화 장치는 엔진의 회전속도와 부하의 변동에 따라 점화시기를 제어하는 기능을 갖추고 있어야 한다.The ignition device generates spark energy capable of igniting the mixed gas instantaneously according to the spark timing set in advance under any driving conditions of the engine. That is, the ignition device must have a function to control the ignition timing according to the rotational speed of the engine and the load variation.

한편, 해당 점화 장치에서 엔진의 상태나 운전 조건에 따라 가변시켜 주는 점화시기는 유해 배출물, 연료 소비율 및 노크 경향과 밀접한 관계를 가지고 있는데, 이 중에 가장 중요한 상관 관계는 엔진의 노크 경향으로써, 해당 점화시기가 너무 빠른 경우에 점화 압력파(Ignition Pressure Wave)로 인하여 해당 혼합 가스는 정상 화염면에 도달되기 전에 점화되므로 연소가 비정상적으로 진행되면서 최대 압력이 상승하고 동시에 격렬한 압력 변동을 수반하게 된다.On the other hand, the ignition timing that varies according to the engine condition or operating conditions in the ignition device is closely related to the harmful emissions, fuel consumption rate and the knocking trend. The most important correlation among them is the engine's knocking trend. If the timing is too early, the ignition pressure wave causes the mixed gas to ignite before reaching the normal flame surface, resulting in an abnormal combustion, leading to an increase in the maximum pressure and accompanied by intense pressure fluctuations.

이와 같이, 격렬한 압력 변동에 의해 피스톤이 실린더벽을 타격할 때 발생되는 금속성 타격음을 노크(knock)라 하는데, 해당 차량의 엔진 회전속도가 낮은 경우에는 선명하게 들리지만 해당 엔진회전속도가 상승하면 해당 노크가 희미해진다. 하지만, 이 같은 정도의 노크에도 엔진에 손상을 줄 수 있으므로, 연료와 점화시기를 적절히 조화시켜 해당 노크가 발생되지 않도록 해야 한다.In this way, a metallic blow sound generated when a piston strikes a cylinder wall due to a violent pressure fluctuation is called knock, which is clearly heard when the engine speed of the vehicle is low, but when the engine speed increases, the knock Dims. However, even knocks of this kind can damage the engine, so the fuel and the ignition timing must be properly balanced to prevent knocking.

그래서, 해당 점화시기를 조절하기 위한 제어 장치로서는 원심식과 진공식 진각 장치가 있는데, 해당 원심식은 엔진의 회전 속도에 따라 점화시기를 제어하며, 해당 진공식은 주로 엔진의 부하 변동에 따라 점화시기를 제어한다. 그리고, 현재 사용되고 있는 전자식 점화 장치에서는 엔진의 회전 속도와 부하 외에도 엔진의 온도 및 혼합비 등도 점화시기에 영향을 끼친다. 이러한 점화시기 제어 변수들은 기계적 또는 전기적으로 연결되어 점화시기를 결정하게 된다.Therefore, as a control device for adjusting the ignition timing, there are a centrifugal type and a vacuum advancing device. The centrifugal type controls the ignition timing according to the rotational speed of the engine, and the vacuum type mainly controls the ignition timing according to the engine load variation. do. In addition, in the electronic ignition device currently used, the engine temperature and the mixing ratio, etc., in addition to the rotational speed and the load of the engine also affect the ignition timing. These ignition timing control variables are mechanically or electrically connected to determine the ignition timing.

해당 점화시기를 결정하기 위해서는 크랭크축의 회전각에 대한 정보가 필요하게 되는데, 해당 정보는 기계식 배전기를 사용할 경우에 적절한 매커니즘에 의해 배전기 구동축에 직접 전달되고 전자식의 경우에 크랭크축이나 캠축의 회전각에 대한 정보를 전기적 신호의 형태로 전자제어장치에 전달하여 해당 전자제어장치에서 점화시기를 연산하게 된다. 즉, 해당 진공식과 원심식 진각 장치는 서로 기계적으로 연결되어 두 개의 점화 진각량이 합산되어 점화시기를 변화시킨다.In order to determine the ignition timing, information on the rotation angle of the crankshaft is required. The information is transmitted directly to the distributor drive shaft by an appropriate mechanism when using a mechanical distributor, and in the electronic case, the rotation angle of the crankshaft or camshaft. Information about the electronic signal is transmitted to the electronic controller in order to calculate the ignition timing. That is, the vacuum and centrifugal advancing devices are mechanically connected to each other so that two ignition advance amounts are summed to change the ignition timing.

그런데, 해당 노크는 계절에 따른 대기 상태(습도, 온도, 대기압 등)의 변화에 대한 영향을 많이 받으므로, 먼저 해당 노크가 발생하는 점화 진각량을 전자제어장치에서 계산한 후에 해당 대기 상태의 변화를 보상하여 해당 점화 진각량을 지각(Retard)시켜 전자제어장치의 측정 테이블(Calibration Table)에 입력하게 되지만, 종래에는 대기 상태의 변화에 대한 보상 여유값을 일률적으로 지각시키는데, 해당 지각량이 적어 점화 진각량이 크면 노크가 심하게 발생하여 엔진에 큰 손상을 주게 된다.However, the knock is affected by the change in the atmospheric condition (humidity, temperature, atmospheric pressure, etc.) according to the season, so first, after calculating the amount of ignition of the knock generated by the electronic controller, the change of the atmospheric state To compensate the ignition advance by retarding and input it into the calibration table of the electronic control device, but conventionally perceives the compensation margin for change in the atmospheric state uniformly. If the amount of advance is large, knocking will be severe and damage the engine.

그래서, 보통은 최악의 대기 상태의 변화에 대해서 보상해 주고 해당 점화 진각량을 지각시키므로서 엔진의 출력을 저하시키게 된다.Thus, the engine output is usually reduced by compensating for the worst change in the standby state and perceiving the ignition advance.

전술한 바와 같이, 종래에는 노크 센서에 의해 측정된 노크 신호를 기설정된 노크 조건과 비교하여 노크 발생시 대기 상태의 변화에 대한 최악 조건을 감안하여 일률적으로 점화 진각량을 지각시키는 점화시기 제어기능만 수행함으로 엔진의 출력을 저하시키는 단점이 있었다.As described above, conventionally, only the ignition timing control function that uniformly perceives the amount of ignition advance is performed in consideration of the worst condition for the change in the standby state when knocking occurs by comparing the knock signal measured by the knock sensor with a preset knock condition. As a result, the output of the engine was reduced.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 차량의 엔진회전속도와 부하에 대응하는 노크 에너지 레벨을 측정하고, 측정한 노크 에너지 레벨과 기준 노크 에너지 레벨과 비교한 결과에 따라 노크 여부를 판별할 수 있도록 함으로써, 해당 엔진회전속도와 부하에 따라 차량 엔진의 점화시기를 진각 또는 지각시켜 반복적으로 노크가 발생하는 것을 방지함과 동시에 엔진의 출력을 최적화시키는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to measure the knock energy level corresponding to the engine rotation speed and load of the vehicle, and according to the result of comparing the measured knock energy level and the reference knock energy level By determining whether or not to knock, by advancing or retarding the ignition timing of the vehicle engine in accordance with the engine rotation speed and the load, it is possible to prevent the knock occurs repeatedly and to optimize the output of the engine.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 실린더에서 발생되는 노크를 검출하는 노크 센서와, 증폭기와, 대역 여파기와, 정류기와, 적분기 및 아날로그 디지털 변환부를 구비하는 차량의 점화시기 제어 장치에 있어서, 상사점을 기준으로 엔진회전속도에 따라 노크 윈도우의 시작값과 지속값을 설정하여 상기 적분기를 제어하는 노크 윈도우 설정부와; 엔진회전속도와 부하별로 발생하는 노크 주파수를 검출하기 위한 노크 윈도우 필터링 주파수 대역을 설정하여 상기 대역 여파기를 제어하는 노크 주파수 설정부와; 정상적인 엔진 노이즈를 엔진회전속도와 부하별로 일정하게 검출하기 위한 증폭도를 설정하여 상기 증폭기를 제어하는 이득 제어부와; 정상적인 엔진 노이즈 신호와 측정한 디지털 노크 신호를 인가받아 노크 에너지 레벨을 측정한 후, 측정한 노크 에너지 레벨과 기준 노크 에너지 레벨을 비교하여 노크 여부를 판별하고, 판별한 결과에 따라 기준 노크 에너지 레벨을 갱신함과 동시에 엔진의 점화시기를 진각 또는 지각시키는 기능을 수행하는 노크 판별부와; 노크가 발생하지 않는 경우의 정상적인 엔진 노이즈를 설정하여 상기 이득 제어부와 노크 판별부로 인가하는 엔진 노이즈 설정부를 더 포함하는데 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is a vehicle ignition timing control device comprising a knock sensor for detecting the knock generated in the cylinder, an amplifier, a band filter, a rectifier, an integrator and an analog-digital converter. A knock window setting unit for controlling the integrator by setting a start value and a sustain value of the knock window according to an engine rotation speed based on a top dead center; A knock frequency setting unit configured to control the band filter by setting a knock window filtering frequency band for detecting an engine rotation speed and a knock frequency generated for each load; A gain controller configured to control the amplifier by setting an amplification degree for constantly detecting normal engine noise for each engine speed and load; The knock energy level is measured by receiving the normal engine noise signal and the measured digital knock signal. Then, the measured knock energy level and the reference knock energy level are compared to determine whether the knock is performed, and the reference knock energy level is determined according to the determined result. A knock judging unit which performs a function of advancing or perceiving an ignition timing of the engine while updating; The apparatus further includes an engine noise setting unit for setting normal engine noise when knocking does not occur and applying the gain to the gain control unit and the knock determination unit.

본 발명의 다른 특징은, 차량에서 노크 센서를 이용한 점화시기 제어 방법에 있어서, 실린더 내에서의 연소 폭발력에 의한 압력변동에 따라 발생되는 노크 신호를 검출하는 제 1과정과; 검출한 노크 신호를 상기 차량의 엔진회전속도와 부하에 따라 아날로그 신호 처리한 후, 디지털 형태의 노크 신호로 변환하는 제 2과정과; 해당 노크 신호와 정상적인 엔진 노이즈 신호를 이용하여 상기 엔진회전속도와 부하에 대응하는 노크 에너지 레벨을 측정하는 제 3과정과; 측정한 노크 에너지 레벨과 기설정된 기준 노크 에너지 레벨을 비교하여 허용된 노크 오차범위 이내인가를 확인하는 제 4과정과; 허용된 노크 오차범위 이내인 경우 상기 제 1과정으로 귀환하여 반복 동작을 수행하는 제 5과정과; 상기 제 4과정에서 허용된 노크 오차범위 이내가 아닌 경우 상기 측정한 노크 에너지 레벨을 새로운 기준 노크 에너지 레벨로 갱신한 후, 갱신한 노크 에너지 레벨을 이용하여 엔진의 점화시기를 진각 또는 지각시키는 제 6과정을 포함하는데 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling an ignition timing using a knock sensor in a vehicle, comprising: a first step of detecting a knock signal generated by a pressure change caused by a combustion explosion force in a cylinder; A second step of converting the detected knock signal into a digital knock signal after processing the analog signal according to the engine rotation speed and the load of the vehicle; A third step of measuring a knock energy level corresponding to the engine speed and the load by using the knock signal and a normal engine noise signal; A fourth step of comparing the measured knock energy level with a predetermined reference knock energy level and checking whether the knock energy level is within an allowable knock error range; A fifth process of returning to the first process and performing a repetitive operation when within a permitted knock error range; A sixth step of advancing or perceiving the ignition timing of the engine by using the updated knock energy level after updating the measured knock energy level to a new reference knock energy level if it is not within the allowable knock error range in the fourth process. To include the process.

도 1은 본 발명에 따른 차량에서 노크 센서를 이용한 점화시기 제어 장치의 구성 블록도.1 is a block diagram of a ignition timing control device using a knock sensor in a vehicle according to the present invention.

도 2는 도 1에 있어, 노크 윈도우 설정부의 노크 윈도우 설정 상태를 도시한 도면.FIG. 2 is a view showing a knock window setting state of the knock window setting unit in FIG. 1; FIG.

도 3은 도 1에 있어, 노크 주파수 설정부의 윈도우 주파수 대역 설정 상태를 도시한 도면.3 is a view showing a window frequency band setting state of the knock frequency setting unit in FIG.

도 4는 본 발명에 따른 차량에서 노크 센서를 이용한 점화시기 제어 방법을 구현하기 위한 동작 순서도.4 is an operation flowchart for implementing a ignition timing control method using a knock sensor in a vehicle according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

11 : 노크 센서 12 : 증폭기11: knock sensor 12: amplifier

13 : 대역 여파기 14 : 정류기13: band filter 14: rectifier

15 : 적분기 16 : 노크 윈도우 설정부15: integrator 16: knock window setting unit

17 : 노크 주파수 설정부 18 : 이득 제어부17: knock frequency setting unit 18: gain control unit

19 : 엔진 노이즈 설정부 20 : 아날로그/디지털 변환부19: engine noise setting unit 20: analog / digital conversion unit

21 : 노크 판별부 ASP : 아날로그 신호 처리부21: knock discrimination unit ASP: analog signal processing unit

DSP : 디지털 신호 처리부DSP: Digital Signal Processing Unit

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 차량에서 노크 센서를 이용한 점화시기 제어 장치는 첨부한 도면 도 1에 도시한 바와 같이, 노크 센서(11)와, 아날로그 신호 처리부(ASP ; Analog Signal Processing) 및 디지털 신호 처리부(DSP ; Digital Signal Processing)를 구비하여 이루어지는데, 해당 아날로그 신호 처리부(ASP)는 증폭기(12)와, 대역 여파기(13)와, 정류기(14) 및 적분기(15)를 포함하며, 해당 디지털 신호 처리부(DSP)는 노크 윈도우 설정부(16)와, 노크 주파수 설정부(17)와, 이득 제어부(18)와, 엔진 노이즈 설정부(19)와, 아날로그/디지털 변환부(20) 및 노크 판별부(22)를 포함하여 이루어진다.An ignition timing control apparatus using a knock sensor in a vehicle according to the present invention includes a knock sensor 11, an analog signal processing unit (ASP), and a digital signal processing unit (DSP) as shown in FIG. 1. Digital signal processing (ASP), which includes an amplifier 12, a bandpass filter 13, a rectifier 14 and an integrator 15, and a corresponding digital signal processing unit (DSP). ) Is the knock window setting unit 16, the knock frequency setting unit 17, the gain control unit 18, the engine noise setting unit 19, the analog / digital converter 20 and the knock determination unit 22 )

해당 노크 센서(11)는 실린더와 실린더 사이의 외벽에 설치되어, 해당 실린더 내에서의 연소 폭발력에 의한 압력변동에 따라 발생되는 노크 신호를 증폭기(12)로 인가하며, 해당 증폭기(12)는 노크 센서(11)로부터 인가되는 노크 신호를 이득 제어부(18)의 제어에 따라 소정레벨로 증폭시켜 대역 여파기(13)로 인가한다.The knock sensor 11 is installed on the outer wall between the cylinder and the cylinder, and applies the knock signal generated by the pressure fluctuation caused by the combustion explosion force in the cylinder to the amplifier 12, and the amplifier 12 knocks. The knock signal applied from the sensor 11 is amplified to a predetermined level under the control of the gain control unit 18 and applied to the band filter 13.

해당 대역 여파기(13)는 증폭기(12)에 의해 증폭되어 인가되는 노크 신호를 노크 주파수 설정부(17)의 제어에 따라 필터링하여 소정대역의 주파수만을 통과시켜 정류기(14)로 인가하며, 해당 정류기(14)는 대역 여파기(13)에 의해 필터링된 노크 신호를 정류(Rectify)하여 적분기(15)로 인가한다.The band filter 13 filters the knock signal amplified and applied by the amplifier 12 according to the control of the knock frequency setting unit 17 and passes only the frequency of a predetermined band to the rectifier 14 to apply the rectifier 14. 14 rectifies the knock signal filtered by the band filter 13 and applies it to the integrator 15.

해당 적분기(15)는 정류기(15)에 의해 정류되어 인가되는 노크 신호를 노크 윈도우 설정부(16)의 제어에 따라 적분 처리하여 디지털 신호 처리부(DSP)의 아날로그/디지털 변환부(20)로 인가하며, 해당 노크 윈도우 설정부(16)는 첨부한 도면 도 2와 같이, 상사점(TDC ; Top Dead Center)을 기준으로 엔진회전속도에 따라 노크가 발생하는 영역의 크기 즉, 노크 윈도우(Knock Window)의 시작값(WB ; Window Beginning)과 지속값(WD ; Window Duration)을 설정하여 적분기(15)를 제어한다.The integrator 15 integrates the knock signal rectified by the rectifier 15 under the control of the knock window setting unit 16 and applies it to the analog / digital converter 20 of the digital signal processor DSP. The knock window setting unit 16 includes a knock window size, that is, a knock window, based on a top dead center (TDC) as shown in FIG. 2. Integrator 15 is controlled by setting the start value (WB; Window Beginning) and the duration value (WD;

해당 노크 주파수 설정부(17)는 첨부한 도면 도 3과 같이, 엔진회전속도와 부하별로 발생하는 노크 주파수를 검출하기 위한 노크 윈도우 필터링 주파수 대역(WFB ; Window Frequency Band)을 설정하여 대역 여파기(13)를 제어하며, 해당 이득 제어부(18)는 노크 발생시의 노크 신호와 비교할 노크가 발생하지 않는 경우의 정상적인 엔진 노이즈를 엔진회전속도와 부하별로 일정하게 검출하기 위한 증폭도를 설정하여 증폭기(12)를 제어한다.The knock frequency setting unit 17 sets the knock window filtering frequency band (WFB) for detecting the knock frequency generated for each engine rotation speed and load, as shown in FIG. The gain control unit 18 controls the amplifier 12 by setting an amplification degree for constantly detecting normal engine noise for each engine rotation speed and load when no knock occurs to be compared with the knock signal at the time of knock generation. To control.

해당 엔진 노이즈 설정부(19)는 노크가 발생하지 않는 경우의 정상적인 엔진 노이즈를 설정하여 이득 제어부(18)와 노크 판별부(21)로 인가하며, 해당 아날로그/디지털 변환부(20)는 적분기(15)에 의해 적분 처리된 아날로그 노크 신호를 디지털 노크 신호로 변환하여 노크 판별부(21)로 인가한다.The engine noise setting unit 19 sets normal engine noise when no knock occurs and applies the gain to the gain control unit 18 and the knock determination unit 21, and the analog / digital conversion unit 20 supplies an integrator ( The analog knock signal integrated in step 15) is converted into a digital knock signal and applied to the knock determination unit 21.

해당 노크 판별부(21)는 엔진 노이즈 설정부(19)로부터 인가되는 정상적인 엔진 노이즈 신호와 아날로그/디지털 변환부(20)로부터 인가되는 측정한 디지털 노크 신호를 이용하여 노크 에너지 레벨을 측정한 후, 측정한 노크 에너지 레벨과 기준 노크 에너지 레벨을 비교하여 노크 여부를 판별하고, 판별한 결과에 따라 기준 노크 에너지 레벨을 갱신함과 동시에 엔진의 점화시기를 진각 또는 지각시키는 기능을 수행한다.The knock determination unit 21 measures the knock energy level by using the normal engine noise signal applied from the engine noise setting unit 19 and the measured digital knock signal applied from the analog / digital converter 20. By comparing the measured knock energy level and the reference knock energy level, whether or not the knock is determined, the reference knock energy level is updated according to the determined result, and the function of advancing or perceiving the ignition timing of the engine is performed.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량에서 노크 센서를 이용한 점화시기 제어 동작을 첨부한 도면 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The ignition timing control operation using the knock sensor in the vehicle according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. 4.

먼저, 해당 차량 엔진의 실린더와 실린더 사이의 외벽에 설치되어 해당 실린더 내에서의 연소 폭발력에 의한 압력변동에 따라 발생되는 노크 신호를 노크 센서(11)에서 검출한 후(스텝 S41), 검출한 노크 신호를 전자제어장치 내의 아날로그 신호 처리부(ASP)를 통해 디지털 신호 처리부(DSP)로 인가하는데, 이를 상세히 설명하면, 해당 노크 센서(11)에서 검출한 노크 신호를 증폭기(12)로 인가하면, 해당 증폭기(12)는 해당 노크 센서(11)로부터 인가되는 노크 신호를 엔진회전속도와 부하별로 일정하게 검출하기 위해 이득 제어부(18)의 증폭도 제어에 따라 소정레벨로 증폭시킨 후, 증폭시킨 노크 신호를 대역 여파기(13)로 인가하게 된다.First, the knock sensor 11 is installed on the outer wall between the cylinder and the cylinder of the vehicle engine, and is detected by the knock sensor 11 generated by the pressure fluctuation caused by the combustion explosion force in the cylinder (step S41). The signal is applied to the digital signal processing unit DSP through the analog signal processing unit ASP in the electronic controller. When this is described in detail, when the knock signal detected by the knock sensor 11 is applied to the amplifier 12, the corresponding signal is applied. The amplifier 12 amplifies the knock signal applied from the corresponding knock sensor 11 to a predetermined level according to the amplification degree control of the gain control unit 18 in order to detect the engine rotational speed and load uniformly, and then amplifies the knock signal. Is applied to the band filter 13.

이에, 해당 대역 여파기(13)에서 각 엔진회전속도와 부하별로 노크 주파수가 변하므로 엔진의 노크 주파수만을 통과시키되, 증폭되어 인가되는 노크 신호를 엔진회전속도와 부하별로 대응하는 노크 주파수를 검출하기 위해 노크 주파수 설정부(17)의 필터링 주파수 대역 제어에 따라 필터링하여 소정대역의 노크 주파수만을 정류기(14)로 인가하게 되고, 해당 정류기(14)는 필터링된 소정 주파수 대역의 노크 신호에 포함된 노이즈를 없애기 위해 해당 노크 신호를 정류한 후, 정류한 노크 신호를 적분기(15)로 인가하게 된다.In this case, since the knock frequency of each engine rotation speed and load is changed in the band filter 13, only the knock frequency of the engine is passed, and the knock signal amplified and applied to detect the knock frequency corresponding to the engine rotation speed and load is detected. Filtering is performed according to the filtering frequency band control of the knock frequency setting unit 17 to apply only the knock frequency of the predetermined band to the rectifier 14. The rectifier 14 filters noise included in the filtered knock signal of the predetermined frequency band. In order to eliminate the knock signal, the rectified knock signal is applied to the integrator 15.

그러면, 해당 적분기(15)는 엔진회전속도에 따라 노크 윈도우의 크기가 다르므로, 모든 영역에서 같은 크기로 비교할 수 있는 노크 신호를 얻기 위해 적분 처리하되, 정류된 노크 신호를 노크 윈도우 설정부(16)에 의해 상사점을 기준으로 엔진회전속도에 따라 설정된 노크 윈도우 크기로 적분 처리한 후, 적분 처리한 아날로그 형태의 노크 신호를 디지털 신호 처리부(DSP)의 아날로그/디지털 변환부(20)로 인가하게 된다.Then, since the size of the knock window is different according to the engine rotation speed, the integrator 15 integrates to obtain a knock signal that can be compared with the same size in all areas, but the knocked window setting unit 16 Integrate to the knock window size set according to the engine rotation speed based on the top dead center, and apply the integrated knock signal to the analog / digital converter 20 of the digital signal processor DSP. do.

이러한 과정을 통해 인가된 해당 노크 센서(11)에 의해 측정된 아날로그 형태의 노크 신호는 해당 아날로그/디지털 변환부(20)에 의해 디지털 형태의 노크 신호로 변환되어 노크 판별부(21)에 인가되는데, 이때, 해당 엔진 노이즈 설정부(19)는 현재의 엔진회전속도와 부하에 대응하여 노크가 발생하지 않는 경우의 정상적인 엔진 노이즈를 설정하여 해당 노크 판별부(21)로 인가하므로, 해당 노크 판별부(21)는 아날로그/디지털 변환부(20)로부터 인가되는 노크 신호와 엔진 노이즈 설정부(19)로부터 인가되는 엔진 노이즈를 이용하여 현재 차량의 엔진회전속도와 부하에 대응하는 노크 에너지 레벨을 측정한 후(스텝 S42), 측정한 노크 에너지 레벨과 기설정된 기준 노크 에너지 레벨을 비교한다(스텝 S43).The analog knock signal measured by the knock sensor 11 applied through the process is converted into the knock signal of the digital form by the analog / digital converter 20 and applied to the knock discriminator 21. At this time, the engine noise setting unit 19 sets the normal engine noise when the knock does not occur in response to the current engine speed and the load, and applies the engine noise to the knock determination unit 21. 21 measures the knock energy level corresponding to the engine speed and the load of the current vehicle by using the knock signal applied from the analog / digital converter 20 and the engine noise applied from the engine noise setting unit 19. Subsequently (step S42), the measured knock energy level is compared with the predetermined reference knock energy level (step S43).

이때, 해당 측정한 노크 에너지 레벨과 기준 노크 에너지 레벨을 비교한 결과 해당 노크 에너지 레벨 차이값이 허용된 노크 오차범위 이내인가를 확인하여(스텝 S44), 해당 허용된 노크 오차범위 이내인 경우 스텝 S41로 귀환하여 반복 동작을 수행함으로써, 해당 기준 노크 에너지 레벨을 이용하여 엔진의 점화시기를 제어하게 된다.At this time, as a result of comparing the measured knock energy level and the reference knock energy level, it is checked whether the corresponding knock energy level difference value is within the allowable knock error range (step S44), and if it is within the allowable knock error range, step S41. By returning to and performing the repetitive operation, the ignition timing of the engine is controlled using the reference knock energy level.

그런데, 스텝 S44에서 만약, 해당 허용된 노크 오차범위 이내가 아닌 경우 해당 노크 판별부(21)는 기준 노크 에너지 레벨을 삭제하고, 측정한 노크 에너지 레벨을 새로운 기준 노크 에너지 레벨로 갱신한 후(스텝 S45), 갱신한 노크 에너지 레벨을 이용하여 엔진의 점화시기를 진각(Advance) 또는 지각(Retard)시킴으로써(스텝 S46), 해당 차량의 연료 특성 및 대기 상태에 영향을 받는 엔진회전속도와 부하에 따라 대응하는 점화시기 제어가 가능하게 되어 반복적으로 노크가 발생하는 것을 방지할 수 있게 됨과 동시에 엔진의 출력을 최적화시킬 수 있게 된다.However, in step S44, if it is not within the allowable knock error range, the knock determination unit 21 deletes the reference knock energy level and updates the measured knock energy level with a new reference knock energy level (step S45), by advancing or retarding the ignition timing of the engine using the updated knock energy level (step S46), depending on the engine speed and load affected by the fuel characteristics and the standby state of the vehicle. Corresponding ignition timing control becomes possible, which prevents knocking repeatedly and optimizes engine output.

이상과 같이, 본 발명은 차량의 엔진회전속도와 부하에 대응하는 노크 에너지 레벨을 측정하고, 측정한 노크 에너지 레벨과 기준 노크 에너지 레벨과 비교한 결과에 따라 노크 여부를 판별할 수 있도록 함으로써, 해당 엔진회전속도와 부하에 따라 차량 엔진의 점화시기를 진각 또는 지각시킬 수 있게 되어 반복적으로 노크가 발생하는 것을 방지할 수 있게 됨과 동시에 엔진의 출력을 최적화시킬 수 있게 된다.As described above, the present invention measures the knock energy level corresponding to the engine rotation speed and the load of the vehicle, and makes it possible to determine whether to knock based on a result of comparing the measured knock energy level with a reference knock energy level. The engine's ignition timing can be advanced or perceived according to the engine speed and load, thereby preventing knocks from occurring repeatedly and optimizing the output of the engine.

Claims (2)

실린더에서 발생되는 노크를 검출하는 노크 센서와, 증폭기와, 대역 여파기와, 정류기와, 적분기 및 아날로그 디지털 변환부를 구비하는 차량의 점화시기 제어 장치에 있어서,In a vehicle ignition timing control device comprising a knock sensor for detecting knocks generated from a cylinder, an amplifier, a bandpass filter, a rectifier, an integrator, and an analog-to-digital converter, 상사점을 기준으로 엔진회전속도에 따라 노크 윈도우의 시작값과 지속값을 설정하여 상기 적분기를 제어하는 노크 윈도우 설정부와; 엔진회전속도와 부하별로 발생하는 노크 주파수를 검출하기 위한 노크 윈도우 필터링 주파수 대역을 설정하여 상기 대역 여파기를 제어하는 노크 주파수 설정부와; 정상적인 엔진 노이즈를 엔진회전속도와 부하별로 일정하게 검출하기 위한 증폭도를 설정하여 상기 증폭기를 제어하는 이득 제어부와; 정상적인 엔진 노이즈 신호와 측정한 디지털 노크 신호를 인가받아 노크 에너지 레벨을 측정한 후, 측정한 노크 에너지 레벨과 기준 노크 에너지 레벨을 비교하여 노크 여부를 판별하고, 판별한 결과에 따라 기준 노크 에너지 레벨을 갱신함과 동시에 엔진의 점화시기를 진각 또는 지각시키는 기능을 수행하는 노크 판별부와; 노크가 발생하지 않는 경우의 정상적인 엔진 노이즈를 설정하여 상기 이득 제어부와 노크 판별부로 인가하는 엔진 노이즈 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량에서 노크 센서를 이용한 점화시기 제어 장치.A knock window setting unit configured to control the integrator by setting a start value and a sustain value of the knock window according to the engine rotation speed based on a top dead center; A knock frequency setting unit configured to control the band filter by setting a knock window filtering frequency band for detecting an engine rotation speed and a knock frequency generated for each load; A gain controller configured to control the amplifier by setting an amplification degree for constantly detecting normal engine noise for each engine speed and load; The knock energy level is measured by receiving the normal engine noise signal and the measured digital knock signal. Then, the measured knock energy level and the reference knock energy level are compared to determine whether the knock is performed, and the reference knock energy level is determined according to the determined result. A knock judging unit which performs a function of advancing or perceiving an ignition timing of the engine while updating; An engine ignition timing control device using a knock sensor in a vehicle, characterized in that it further comprises an engine noise setting unit for setting normal engine noise when knocking does not occur and applying it to the gain control unit and the knock determination unit. 차량에서 노크 센서를 이용한 점화시기 제어 방법에 있어서,In the ignition timing control method using a knock sensor in a vehicle, 실린더 내에서의 연소 폭발력에 의한 압력변동에 따라 발생되는 노크 신호를 검출하는 제 1과정과; 검출한 노크 신호를 상기 차량의 엔진회전속도와 부하에 따라 아날로그 신호 처리한 후, 디지털 형태의 노크 신호로 변환하는 제 2과정과; 해당 노크 신호와 정상적인 엔진 노이즈 신호를 이용하여 상기 엔진회전속도와 부하에 대응하는 노크 에너지 레벨을 측정하는 제 3과정과; 측정한 노크 에너지 레벨과 기설정된 기준 노크 에너지 레벨을 비교하여 허용된 노크 오차범위 이내인가를 확인하는 제 4과정과; 허용된 노크 오차범위 이내인 경우 상기 제 1과정으로 귀환하여 반복 동작을 수행하는 제 5과정과; 상기 제 4과정에서 허용된 노크 오차범위 이내가 아닌 경우 상기 측정한 노크 에너지 레벨을 새로운 기준 노크 에너지 레벨로 갱신한 후, 갱신한 노크 에너지 레벨을 이용하여 엔진의 점화시기를 진각 또는 지각시키는 제 6과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량에서 노크 센서를 이용한 점화시기 제어 방법.A first step of detecting a knock signal generated in response to a pressure fluctuation caused by a combustion explosion force in the cylinder; A second step of converting the detected knock signal into a digital knock signal after processing the analog signal according to the engine rotation speed and the load of the vehicle; A third step of measuring a knock energy level corresponding to the engine speed and the load by using the knock signal and a normal engine noise signal; A fourth step of comparing the measured knock energy level with a predetermined reference knock energy level and checking whether the knock energy level is within an allowable knock error range; A fifth process of returning to the first process and performing a repetitive operation when within a permitted knock error range; A sixth step of advancing or perceiving the ignition timing of the engine by using the updated knock energy level after updating the measured knock energy level to a new reference knock energy level if it is not within the allowable knock error range in the fourth process. Ignition timing control method using a knock sensor in a vehicle comprising a process.
KR1019980058444A 1998-12-24 1998-12-24 Ignition timing control device and method using knock sensor in vehicle KR100286888B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980058444A KR100286888B1 (en) 1998-12-24 1998-12-24 Ignition timing control device and method using knock sensor in vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980058444A KR100286888B1 (en) 1998-12-24 1998-12-24 Ignition timing control device and method using knock sensor in vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000042284A true KR20000042284A (en) 2000-07-15
KR100286888B1 KR100286888B1 (en) 2001-04-16

Family

ID=19565531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980058444A KR100286888B1 (en) 1998-12-24 1998-12-24 Ignition timing control device and method using knock sensor in vehicle

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100286888B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100471225B1 (en) * 2002-05-09 2005-03-08 현대자동차주식회사 Ignition timing controlling device of vehicle and method thereof
KR100787986B1 (en) * 2006-12-27 2007-12-24 두산엔진주식회사 The method for determining tdc using ae signal from engine
KR20140117154A (en) * 2013-03-26 2014-10-07 에스케이컨티넨탈이모션코리아 주식회사 Battery pack deformation detecting device using knock sensor and Method for detecting deformation
CN114320598A (en) * 2021-12-27 2022-04-12 重庆长安汽车股份有限公司 Analysis method for abnormal knocking sound of engine valve group

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100460883B1 (en) * 2002-06-29 2004-12-09 현대자동차주식회사 Method of controlling knock for an engine in vehicles
KR100792926B1 (en) 2006-11-29 2008-01-08 현대자동차주식회사 Method for controlling ignition timing of automotive engine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100471225B1 (en) * 2002-05-09 2005-03-08 현대자동차주식회사 Ignition timing controlling device of vehicle and method thereof
KR100787986B1 (en) * 2006-12-27 2007-12-24 두산엔진주식회사 The method for determining tdc using ae signal from engine
KR20140117154A (en) * 2013-03-26 2014-10-07 에스케이컨티넨탈이모션코리아 주식회사 Battery pack deformation detecting device using knock sensor and Method for detecting deformation
CN114320598A (en) * 2021-12-27 2022-04-12 重庆长安汽车股份有限公司 Analysis method for abnormal knocking sound of engine valve group
CN114320598B (en) * 2021-12-27 2024-05-07 重庆长安汽车股份有限公司 Analysis method for abnormal knocking sound of engine valve set

Also Published As

Publication number Publication date
KR100286888B1 (en) 2001-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5586521B2 (en) Method and apparatus for identifying knocking of an internal combustion engine with at least one cylinder
US7690352B2 (en) System and method of selecting data content of ionization signal
US7472687B2 (en) System and method for pre-processing ionization signal to include enhanced knock information
US6748922B2 (en) Knock control apparatus for internal combustion engine
EP1896816B1 (en) Knocking state determination device
US5109820A (en) Apparatus and method for controlling knocking in an internal combustion engine
KR100286888B1 (en) Ignition timing control device and method using knock sensor in vehicle
US8438906B2 (en) Apparatus and method for the detection of knocking combustion
US4945876A (en) System and method for detecting knocking in an internal combustion engine
JPH0476249A (en) Knocking detecting device and ignition timing correcting device for internal combustion engine
US6151954A (en) Device for detecting knocking in an internal combustion engine
JPH04252840A (en) Knocking controller for internal combustion engine
JP3502580B2 (en) Knock detection device for internal combustion engine
KR940004351B1 (en) Knock detector
EP0098584A2 (en) An ignition timing control method for internal combustion engines
JP2007009734A (en) Control unit of internal combustion engine
KR100245675B1 (en) Control performance enhancing method by calculating the knocking phenomena
JPH0711269B2 (en) Ignition timing control device for internal combustion engine
KR100255051B1 (en) Diagnosis method of engine knocking curcuit
JP3433886B2 (en) Method for controlling ignition timing of internal combustion engine using ion current
KR19980057185A (en) Knock Detection Method Using Normal Distribution
JP2795976B2 (en) Knock control device for internal combustion engine
JP3842344B2 (en) Combustion state detection device for internal combustion engine
JPS6329060A (en) Ignition timing controller for internal combustion engine
KR100559426B1 (en) Knock signal detection method for engine controlling of vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121218

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131217

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141216

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151215

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161220

Year of fee payment: 17

LAPS Lapse due to unpaid annual fee