KR20030040390A - 필터특성을 변화시키면서 변경되거나 실린더 고유의변화에 따르는 내연기관 내 노크인식 장치 및 방법 - Google Patents

필터특성을 변화시키면서 변경되거나 실린더 고유의변화에 따르는 내연기관 내 노크인식 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노크인식 내지 노크조절을 위한 장치 내지 방법에 관한 것이다. 상기 장치의 경우 노크인식 회로는 통상적인 컴포넌트와 더불어 전환 가능한 필터특성을 가지는 필터를 포함하고 있다. 필터특성의 전환 내지 예컨대 필터의 평균주파수의 변환은 사전 설정 가능한 값 또는 파라미터를 고려하면서, 예컨대 엔진속도에 따라 이루어진다. 필터특성의 전환 내지 평균주파수의 변환이 이루어지는 동안 노크인식시 문제가 발생할 수도 있는데, 그러므로 사전 지정된 시간동안 지속되는 전환단계동안 특별한 노크인식 알고리즘에 따라 노크인식을 실행하는 조치가 제안된다. 대역필터의 통과대역의 변화는 또한 실린더 고유의 방식으로 실행될 수 있다.

Description

필터특성을 변화시키면서 변경되거나 실린더 고유의 변화에 따르는 내연기관 내 노크인식 장치 및 방법{Knock recognition in internal combustion engines with modifications by changing filter characteristics or cylinder specific changes}
노크 조절식 내연기관에 있어서 노크센서 또는 노크센서들에 의해 기록되어 전기신호로 변환되는 구조체 노이즈(structure-borne noise)가 신호 처리장치 내에서 처리되는 노크인식 방법이 실행되는 점은 공지되어 있다. 예를 들어 내연기관의 제어장치 내에 존재하는 상기의 신호처리장치는 디지털 또는 아날로그 신호처리를 실행한다. 상기 신호처리장치 내지 해당 평가회로의 필수 부품은 대역필터이다. 이때 대역필터의 특성, 다시 말해 상기 대역필터의 평균주파수, 품질 등은, 노크 주파수의 에너지 중심이 통과대역 내에 위치하는 반면, 간섭 노이즈의 주파수는 가능하면 통과대역의 외부에 위치할 수 있도록, 설계하여야 한다. 그로 인해간섭 노이즈는 실제로 억제된다.
다수 개의 액세서리 및 액추에이터를 구비한 근대의 엔진 내지 내연기관의 경우 간섭 노이즈의 주파수는 경우에 따라 강한 엔진속도에 대한 의존성을 보인다. 그러므로 전체 엔진속도 대역에 걸쳐 양호한 노크인식을 보장할 수 있도록 하기 위해, 상기의 엔진 내지 내연기관의 경우 엔진속도 의존 필터특성을 이용하여 작동된다. 앞서 기술한 노크인식을 실행하는 장치는 인쇄물 EP 0 576 650 B1에 기술되어 있다.
EP 0 576 650으로부터 공지된 노크인식 장치는 자신의 신호처리 분기(signal-processing branch) 내에 무엇보다 대역필터를 포함하고 있으며, 상기 대역필터의 평균주파수는 엔진속도에 따라 변경될 수 있다. 이때 상기 평균주파수는, 노크에 의해 야기된 신호성분이 가능한 한 적게 여파되는 반면, 배경신호(background signal) 내지 간섭신호는 가능한 한 양호하게 여파될 수 있도록, 설정된다. 주파수는 엔진속도에 따라 변환될 수 있기 때문에, 변화 가능한 평균 주파수를 가지는 대역필터가 이용된다. 노크는 공지된 장치의 경우 통상적으로, 노크의 전형적인 신호성분으로 이루어진 적분값(integral value)이 지정된 방식으로 배경신호에 종속되는 값과 상이할 때, 인식된다.
필터특성이 변화함에 따라 일반적으로 연소의 노이즈에 대한 척도를 나타내는 여파된 신호 또한 변화된다. 노크인식은 실제 연소의 노이즈 내지 이른바 노크 적분(ikr)(knock integral) 그리고 동일한 실린더의 행해진 다수 회의 연소에 대해 평균치를 낸 노이즈, 즉 이른바 기준 레벨(rkr)(reference level)로부터비율(virkr)을 형성함으로써 이루어지기 때문에, 필터특성의 전환 시에 문제가 발생할 수 있다. 만약 virkr=ikr/rkr(old)의 값이 노크인식 임계값(ke)을 초과한다면, 노크가 인식된다. 다시 말해 ikr>rkr(old)*ke일 시에 노크가 인식된다.
기준 레벨 산출은 통상 노크가 없는 작동 시에 아래의 공식 또는 유사한 공식에 따라 귀납적으로 이루어지며, 예를 들어 DE-P 195 456 49.1에 기술되어 있다. 이때 아래의 공식이 적용된다:
rkr(new)=(1-1/KRFTP)*rkr(old)+1/KRFTP*ikr.
식에서 계수 KRFTP는 이른바 트래킹 계수(tracking factor)로서 지시된다.
만약 한 연소에서부터 그 다음 연소까지 필터특성의 변화가 이루어진다면, 다시 말해 예컨대 필터의 평균주파수가 새로운 내지 변경된 조건에 적응된다면, 실제 연소 노이즈 내지 노크 적분(ikr)은 경우에 따라 확실하게 변화하게 되며, 그에 반해 기준 레벨(rkr)은 상기의 변화를 단지 느리게만 경험하게 되거나 단지 느리게만 트래킹 된다. 만약 (ikr)의 변화가 특히 확실한 증가 상태에 있다면, 이른바 노크의 에러인식이 이루어질 수 있는데, 다시 말해 비노킹(non-knocking) 연소가 에러로 노킹으로서 인식된다. 그로 인해 실제로 불필요한 점화앵글의 변화가 야기된다. 상기의 최초 에러인식의 결과로서 추가의 에러인식으로 이어질 수 있는데, 왜냐하면, 노킹 연소에 대해 측정된 노크 적분(ikr)이 완전히 기준 레벨(rkr) 내에 포함되어 계산되는 것이 아니라, 추정에 따른 노킹 노이즈에 의한 (rkr)의 상승을 회피하기 위해 즉시 계수(ke)에 의해 나누어지기 때문이다. 계산은 아래의 공식에 따라 이루어진다:
rkr(new)=(1-1/KRFTP)*rkr(old)+1/KRFTP*(ikr/ke)
그와 반대로 연소 노이즈가 확실히 감소되는 경우 노크인식은 지정된 시간동안 이루어지지 않는다. 다시 말해 노킹 연소는 경우에 따라 인식되지 않는다. 그러므로 필터특성이 변화하게 되면, 노크인식은 시간상 제한적으로 불확실해진다. 그 외에도 노크의 에러인식이 매번 이루어질 때마다 불필요하게 점화 타이밍 지연으로 이어지며, 그로 인해 대응하여 성능 및 효율의 손실이 야기된다. 다른 한편에서는 노킹 연소의 비인식으로 엔진 마모가 증가된다.
본 발명은 내연기관 내 노크 인식 방법과 독립항의 범위의 유형에 따르는 대응하는 장치에 관한 것이다.
도 1은 노크인식을 위한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치에 관한 개략도.
도 2는 노크인식을 위한 본 발명에 따른 방법에 관한 개략도.
도 3은 도 2에 따른 본 발명의 방법이 진행되는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 장치에 관한 개략도.
본 발명은 필터특성의 전환단계동안 노크인식 시 확실성을 증가시키는 것을 그 목적으로 한다. 상기 목적은 청구항 제 1 항의 특징부에 따른 노크인식 방법에 의해 해결된다. 상기 특징부는, 필터특성의 전환단계에서 에러 인식 내지 비인식의 문제가 최소화되고 동시에 항상 실제적인 노크의 인식이 가능해지도록 정의된, 기준 레벨 계산을 위한 알고리즘을 포함한다. 이때 본 발명에 따라 전환단계의 사전 지정된 기간동안 2가지 조치가 제안되며, 이러한 조치는 한편에서는 보다 적은 기준레벨 트래킹 계수의 선택을 통한 기준레벨 트래킹을 야기한다. 그로 인해 내연기관 내지 엔진의 기본 노이즈의 변화가 보다 빠르게 검출된다. 다른 한편에서는 보다 큰 기본 노이즈를 야기하는 필터특성의 전환 시에 노크 인식 임계값(ke)은 계수(FKEFMU1>1)로써 수정되는데, 다시 말해 노크 인식은 에러인식을 회피하기 위해 보다 민감하지 않게 된다.
그에 상응하게 보다 적은 기본 노이즈를 야기하는 전환 시에 (FKEFMU2<1)를 이용한 수정이 이루어진다. 그로 인해 계속해서 확실한 노크인식이 보장된다.
종속항들의 특징을 가지는 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치는, 또한 필터의 전환단계동안, 다시 말해 필터특성을 변화시키는 동안 노크의 에러인식이 신뢰되는 방식으로 회피된다는 장점을 갖는다. 동시에 노킹은 또한 상기의 단계에서 확실하게 인식된다. 상기의 장점은, 전환단계동안, 노크인식 임계값이 보다 민감하지 않게 전환되고 및/또는 기준레벨 트래킹이 변경되는 식의 변경된 노크인식 방법이 실행되면서, 달성된다.
본 발명의 추가의 장점은 종속항에 제시된 조치들에 의해 달성된다. 이때 보다 바람직하게는 전환단계동안 사전 지정된 기간이 취해지며, 상기 기간의 경과는 예컨대 카운터를 이용하여 결정된다.
노크인식 임계값 및/또는 기준레벨 트래킹에 대해 변경된 노크인식을 위해 필요한 값은 보다 바람직하게는 통상의 값에 제공되는 적합한 계수들을 이용하여 형성된다.
종속항들 내에 청구된 해결방법의 추가의 장점들은, 몇몇 실린더까지 노크 센서들의 상이한 간격이 고려된다는 점에 있는데, 왜냐하면 몇몇 실런더까지 노크 센서의 상이한 간격에 근거하여, 실린더 내 연소에 따라 발생하는 신호의 주파수 전환과 간섭 신호의 주파수 변환(frequency shift)이 발생하기 때문이다. 그 외에도, 엔진속도가 상이한 경우 연소로부터 발생하는 신호와 간섭신호의 주파수 변환이 개시되며, 그럼으로써 이 경우에도 또한 최적의 주파수범위가 관찰되고, 그에상응하게 노크인식이 최적화 되어 실행될 수 있다는 점도 고려된다.
이때 특히 바람직하게는 대역필터의 평균 주파수의 변환 시에 통과대역은 실린더 고유의 방식으로 및/또는 엔진속도에 따라 변화된다. 마찬가지로 대역필터의 통과대역의 간단한 변화는, 통과대역의 상한 및/또는 하한 차단 주파수가 변환됨으로써 이루어진다. 통과대역의 평균주파수 혹은 하한 차단주파수 혹은 상한 차단주파수의 바람직하면서도 신속한 판독은, 상기의 평균주파수 및/또는 하한 차단주파수 및/또는 상한 차단주파수가 각각의 특성도로부터 판독되면서, 상기 특성도의 값은 엔진속도의 값에 및/또는 각각의 실린더에 할당됨으로써, 이루어진다.
또한 바람직하게는 대역필터의 통과대역의 변화 시에 적분된 노크신호에 대해 노크인식 임계값 및/또는 실린더 고유의 기준값을 가능한 한 빠르게 적응시킨다. 이와 관련하여 바람직하게는 통과대역의 변화 시에 적분된 노크신호의 실린더 고유의 기준값의 트래킹 계수 뿐 아니라 노크인식 임계값을 각각 수정계수로 곱하며, 그럼으로써 기대되어질 변화되고 적분된 노크신호에 대한 노크인식의 신속한 적응이 이루어지게 된다.
청구된 노크인식 방법은 보다 바람직하게는 내연기관의 조절을 위해 이용되는 제어장치의 프로세서 내에서 진행되며, 동시에 상기 제어장치는 자명하게 메모리, 커넥터 등과 같이 계산을 위해 필요하고, 모든 필요한 정보들을 획득하며 그리고 노크인식 후에는 노크 억제를 위해 요구되는 대응책을 유도하는 모든 수단들을 포함하고 있다.
추가의 바람직한 추가적 구성 및 개선예는 다음의 명세로부터 제시된다.
본 발명의 실시예는 도 1, 도 2 및 도 3 내에 도시되어 있으며, 다음의 명세에서 보다 상세하게 설명된다.
도 1 내에는 하기에서 기술되는 내연기관의 노크인식을 위한 본 발명에 따른 장치가 도시되어 있다. 상기의 본 발명에 따른 장치는 내연기관에 대해 노크인식을 위한 본 발명에 따른 방법을 실행할 수 있다.
노크센서들(1a, 1b ~ 1n)을 이용하면서, 내연기관의 실린더(본원에서는 도시되어있지 않음) 내에서 개시하는 연소에 근거하여 발생하는 신호를 검출할 수 있다. 이때 상기의 노크센서들은 실린더의 연소실로부터 나오는 신호 뿐 아니라 실린더 근처의 신호 또한 검출할 수 있으며, 동시에 상기 센서들은 연소실 내에 뿐 아니라 외부에도 배치되어 있을 수 있다. 상기의 센서들은 예컨대 연소실 압력용 압력센서, 이온전류 디텍터, 가속센서, 광센서, 마이크로폰 혹은 피에조세라믹 센서로서, 예컨대 실린더 헤드 볼트 내, 크랭크샤프트 메인 베어링의 나사 내, 점화플러그 내, 실린더 헤드 개스킷 내 혹은 엔진 블록에 설치되어 있다. 오늘날 생산되는 대부분의 내연기관 내에는 동일한 유형의 노크센서가 다수 개 제공되어 있지만, 이때 그럼에도 불구하고 단지 하나의 노크센서만을 제공할 수도 있다. 상이한 노크센서 유형의 조합도 마찬가지로 생각해 볼 수 있다.
노크센서들(1a, 1b, ... 1n)로부터 검출된 진동은 전기신호로서 생성되어 평가회로(20)에 전송된다. 상기의 평가회로(20) 내에는 우선적으로 멀티플렉서(21)가 제공되어 있어 몇몇 노크 센서들(11, 12, ... 1n)의 신호가 상기의 멀티플렉서에 계속해서 유도된다. 이때 실제로 연소가 개시되고 그로 인해 노크신호 또한 기대되는 각각의 실린더에 따라 지정된 고정식 노크센서(1a, 1b, ... 1n)의 신호가 상기 멀티플렉서(21)에 의해 선택된다. 이러한 선택은 마이크로컴퓨터(30)의 컨트롤 유닛(31)에 의해 제어된다. 상기 컨트롤 유닛은 멀티플렉서(21)와 연결되어 있다. 멀티플렉서(21)의 출력신호는 이어서 평가회로(20) 내에서 증폭기(23)로 전송되며, 상기 증폭기에서 추가의 평가에 대한 요구에 상응하게 증폭된다. 증폭된 신호는 이어서 대역필터(25)로 전달되며, 상기 대역필터는 증폭된 신호로부터 지정된 주파수대역을 선택한다. 이때 상기 대역필터(25)에 의해 노크에 대한 특성 주파수가 위치하는 주파수대역이 선택된다. 이러한 대역 필터링에 의해 또 다른 영역 내에 위치하는 간섭신호들은 효과적으로 추출될 수 있다.
대역 필터링된 신호는 대역필터(25)에 의해 정류기(27)로 전송되며, 상기 정류기(27) 내에서 정류된다. 정류된 신호는 이어서 적분기(29)를 이용하여 적분되며, 그럼으로써 이제 내연기관의 지정된 실린더 내 노크의 세기에 대해 특성을 나타내는 신호를 이용할 수 있게 된다. 이때 정류기에 의해 전송된 신호의 적분은 단지 지정된 시간영역(time window)동안에만 실행되며, 동시에 상기 시간영역은 측정영역(measurement window)이라고도 일컬어지며, 노크신호의 발생에 대해 특성을 나타내는 시간간격을 포함한다. 시간영역을 선택함으로써 주파수대역의 선택에 유사하게 간섭신호들이 추출될 수 있다. 이때 상기 시간영역은 마이크로컴퓨터(30)의 컨트롤 유닛(31)에 의해 사전 설정되며, 동시에 상기 컨트롤 유닛(31)은 적분기(29)와 연결되어 있다.
평가회로(20) 내에서 획득되는 적분된 신호는 그 외에도 노크신호로 일컬어지며, 이어서 마이크로컴퓨터(30)에 전송되며, 동시에 상기 신호는 우선적으로 아날로그/디지털 컨버터(A/D 컨버터)(33)를 이용하여 디지털 신호로 변환된다. 상기의 디지털 신호는 마찬가지로 마이크로컴퓨터(30) 내에 포함되어 있는 노크인식 유닛(35)으로 전송된다. 상기 노크인식 유닛(35) 내에서는 디지털화된 노크신호가 노크인식 임계값과 비교된다. 이때 노크인식 유닛(35)은 마찬가지로 마이크로컴퓨터(30) 내에 포함되어 있는 메모리 유닛(37)으로부터 노크인식 임계값을 얻는다. 간단한 일 실시예에서 만약 디지털화된 노크신호가 노크인식 임계값을 초과하면 노크인식 유닛(35)에 의해 노크가 인식된다. 만약 상기 노크인식 임계값이 초과되지 않으면, 상기 노크인식 유닛(35)은 노크가 발생하지 않은 것으로 인식한다.
추가의 바람직한 실시예에서 실제 디지털화된 노크신호(UINT, aktuell)는 각각의 실제 실린더의 기준값(UREF,alt)과 비교된다. 상기 비교는 실제 노크신호 및 실린더고유의 기준값으로부터 비율로서 생성되는 상대적 노크세기(RKI)를 계산하는 것을 그 내용으로 한다:
.
상대적 노크세기(RKI)는 이어서 노크인식 유닛(35) 내에서 노크인식 임계값과 비교된다. 또한 상기의 실시예에서 노크인식 임계값은 다시금 메모리 유닛(37)에 의해 제공된다. 이때 선호되는 일 실시예에서 상기 메모리 유닛(37)에 의해 실제 실린더에 대한 실린더 고유의 노크인식 임계값이 제공된다.
추가의 바람직한 실시예에서 상대적 노크세기를 계산하는데 필요한 실린더 고유의 기준값(UREF,alt)은 지속적으로 내연기관의 실제 작동상태에 적응된다. 이러한 점은 실제 노크신호(UINT,aktuell)가 고려되는 새로운 실린더 고유의 기준값(UREF,neu)이 산출되도록 도움을 주는 트래킹 계수(N)를 이용하여 이루어진다. 새로운 실린더 고유의 기준값(UREF,neu)의 계산은 바람직하게는 아래의 방정식을 이용하여 이루어진다:
내연기관의 어느 실린더 내에서 곧바로 연소가 개시되는지, 다시 말해 노크가 발생할 수 있는지 인식하기 위해, 내연기관 내에는 실린더 검출 유닛(40)이 제공되어 있다. 상기 실린더 검출 유닛을 이용하여, 어느 실린더 내에서 곧바로 연소가 개시되는지 인식할 수 있다. 실린더 검출 및 할당은 바람직하게는 크랭크샤프트 센서 혹은 크랭크샤프트 센서들에 따라서 이루어진다. 실린더 검출 유닛(40)에 의해 측정되는, 실제로 연소과정이 개시되는 실린더에 대한 정보는, 노크인식 유닛(35)에 뿐 아니라 메모리 유닛(37) 그리고 평가회로(31)용으로, 마이크로컴퓨터(30) 내에 마찬가지로 포함되어 있는 컨트롤 유닛에 전송된다. 상기 노크인식 유닛(35) 내에서는 상대적 노크세기를 산출하기 위한 실린더 고유의 기준값을 제공하기 위해 실제 실린더에 대한 정보가 필요하다. 메모리 유닛(37) 내에서는 실제 실린더에 대응하는 노크인식 임계값을 노크인식 유닛(35)에 전송하는데 실제 실린더에 대한 정보가 이용된다.
본 발명에 따른 노크인식 장치에서는 평가회로(31)용 컨트롤 유닛을 이용하면서 대역필터의 통과대역이 변화되는 방식으로 대역필터(25)를 제어할 수 있다. 이를 위해 상기의 평가회로(31)용 컨트롤 유닛은 평가회로(20)의 대역필터(25)와 연결되어 있다. 이때 본 발명의 제 1 실시예에서 대역필터(25)의 통과대역은 실린더 고유의 유형으로 변화될 수 있다. 이러한 점은 노크센서들이 내연기관의 실린더로부터 상이하게 이격되어 있기 때문에 중요하다. 그 외에도 실린더들은, 노크과정에 대한 특성을 나타내는 주파수영역이 각각의 실린더에 따라 구분될 수 있도록 구조상 차이점을 포함할 수 있다. 이때 실제 실린더에 대한 정보는 실린더 검출 유닛(40)으로부터 컨트롤 유닛(31)이 획득하게 된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시예에서 또한 속도센서(50)가 제공되어 있어서, 내연기관의 실제 속도를 측정한다. 바람직하게는 엔진속도의 측정을 위해 크랭크샤프트에 장치된 센서들이 이용된다. 엔진속도에 대한 정보는 속도센서(50)에의해 평가회로용 컨트롤 유닛(31)에 전송된다. 상기 컨트롤 유닛(31)은 상기 정보를 이용하여 엔진속도에 따라 대역필터(25)의 통과대역을 변화시킨다. 대역필터(25)의 통과대역의 변화는 전술한 실시예에와 유사하게 컨트롤 유닛(31) 및 대역필터(5) 간 커넥터를 통해 실행된다.
대역필터(25)의 통과대역을 변화시키기 위해 바람직한 실시예에서 컨트롤 유닛(31)에 의해 대역필터(25)의 평균주파수가 변화될 수 있다. 추가의 바람직한 실시예에서 대역필터의 하한 차단주파수 및/또는 대역필터의 상한 차단주파수는 변화될 수 있다. 이때 평균주파수로서 대역필터의 공진주파수가 지시된다. 대역필터의 하한 내지 상한 차단주파수로서는, 주파수 이하 내지 이상에서 신호가 무시 가능한 세기를 가질 만큼 신호의 감쇠가 이루어지는 그러한 주파수가 지시된다. 예를 들어 이와 관련하여, 감쇠가 3 dB에 이르는 주파수가 고려될 수 있다. 그러나 필터 유형에 종속되어 상기의 차단주파수는 다른 방식으로도 정의될 수 있다. 이때 특히 바람직한 실시예에서 평균주파수 및/또는 하한 차단주파수 및/또는 상한 차단주파수는 메모리 유닛(37) 내에 각각 특성도로 포함되어 있으며, 동시에 값은 각각 엔진속도의 영역 및/또는 실린더 수에 할당되어 있다. 평균주파수 및/또는 하한 차단주파수 및/또는 상한 차단주파수를 판독할 수 있도록 상기 메모리 유닛(37)은 컨트롤 유닛(31)과 연결되어 있다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시예에서 대역필터의 통과대역을 변화시킬 시에 노크인식은 신속하게 상기의 변화에 적응된다. 이와 관련하여 제 1 실시예에서 메모리 유닛(37) 내에 포함되어 있는 노크인식 임계값은 대역필터의 통과대역을 변화시킬 시에 마찬가지로 메모리 유닛(37) 내에 포함되어 있는 임계값 수정계수로 곱해진다. 그런 다음 상기와 같이 수정된 노크인식 임계값은 노크인식 유닛(35) 내에서 상대적 노크세기(RKI)와 비교된다. 노크인식 임계값의 수정은, 노크인식 시 검출되는 주파수영역이 변화함에 따라 변화된 노크신호(UINT,aktuell) 및, 그로 인한 변화된 상대적 노크세기(RKI)가 측정되기 때문에, 바람직하다. 이러한 변화는 2~3 단계 후에 비로소 실린더 고유의 기준값(UREF,alt)의 적응에 의해 보상된다. 바람직한 실시예에서 상기의 임계값 수정계수는 적용가능한 방식으로 사전 설정될 수 있으며, 동시에 추가의 실시예에서도 또한 실린더 고유의 임계값 수정계수가 제공될 수 있다. 이때 바람직한 실시예에서 메모리 유닛(37) 내에 포함되어 있는 실린더 고유의 노크인식 임계값이 추가적으로 부하 및 엔진속도에 따라 바람직하게는 부하, 엔진속도 및/또는 실린더 수에 종속되며 메모리 유닛(37) 내에 포함되어 있는 특성도로부터 제공된다.
추가의 바람직한 실시예에서 마찬가지로 트래킹 계수(N)에 대해 메모리 유닛(37) 내에 트래킹 계수(N)로 곱해지는 트래킹-수정계수가 제공되어 있다. 상기의 수정된 트래킹 계수(NKORR)는 대역필터의 통과대역을 변화시킬 시에, 실린더 고유의 기준값(UREF,neu)을 계산하기 위해, 트래킹 계수(N) 대신에 이용된다. 수정된 트래킹 계수(NKORR)에 따라서 새로운 실린더 고유의 기준값을 계산할 시에 실제 적분된 노크신호를 계산 시 보다 더 고려할 수 있다. 그래서 노크인식은 대역필터의통과대역의 변화에 의해 변화된 조건에 신속하게 적응된다. 트래킹 수정계수는 바람직한 실시예에서 실린더 고유의 방식으로 적용될 수 있다.
도 2 내에는 본 발명의 추가의 실시예가 도시되어 있다. 상기의 실시예에서 하기의 본 발명에 따른 방법은, 예컨대 내연기관의 제어장치의 컴퓨터 내에서 진행된다:
만약 전환식 필터, 특히 대역필터를 포함하고, 예컨대 EP 0 576 560 B1으로부터 공지된 노크인식 장치의 경우, 단계(SCH1)에서 필터특성의 변화가 확인된다면, 단계(SCH2)에서 작동주기 카운터는 적용 가능한 시작값으로 그리고 기준레벨 트래킹 계수(KRFTP)는 (보다 적은) 값(KRFTP0)으로 세팅된다. 기준레벨 트래킹 계수의 정의는 전술한 인쇄물로부터 제시될 수 있다. 이때 상기 작동주기 카운터는 전환단계의 기간을 결정한다. 단계(SCH3)에서는 필터특성의 변화가 엔진 기본 노이즈 내지 내연기관의 기본 노이즈의 증가 또는 감소를 야기하게 될 지의 여부가 결정된다. 그에 상응하게 단계(SCH4.1) 내지 단계(SCH4.2)에서는 노크인식 임계값(KE)에 대한 수정계수(FK)가 값(FKEFMU1>1) 내지 값(FKEFMU2<1)으로 세팅된다.
단계(SCH5)와 단계(SCH6)에서는 경우에 따라 작동주기 카운터는 감분된다. 전환단계의 종료 후에 단계(SCH7)에서 상기 작동주기 카운터가 영(0)에 있거나 영(0)의 값에 도달했음이 인식된다면, 조치는 취소되는데, 다시 말해 노크인식 임계값 수정계수(FK)는 일(1)로 세팅되고, 기준레벨 트래킹 계수(KRFTP)는 자신의 정상값(KRFTP1)(normal value)으로 세팅된다. 그런 후에 프로그램 실행이 새로이 개시된다.
이때 만약 단계(SCH1)에서 필터특성의 변화가 인식되지 않는다면, 단계(SCH9)에서 전환단계가 야기되었는지 여부가 검사된다. 만약 단계(SCH9)에서 전환단계가 활성화 상태라는 점이 확인된다면, 다시 말해 이전 주기 중 어느 한 주기에서 전환단계가 야기되었으며 작동주기 카운터는 (> 0)인 상태라는 점이 확인된다면, 단계(SCH5)에서 상기 작동주기 카운터는 감분된다. 그에 반해 단계(SCH9)에서 작동주기 카운터가 활성화되지 않은 상태로 인식되면 프로그램은 단계(SCH1)를 새로이 개시한다.
도 2 내 축약어는 하기와 같은 의미를 갖는다:
AS: 작동주기(working cycle);
FK: 노크인식 임계값에 대한 수정계수;
FKEFMU1: 엔진 노이즈가 증가하는 경우, 즉 1보다 크거나 동일한 경우 노크인식 임계값에 대한 수정계수;
FKEFMU2: 엔진 노이즈가 감소하는 경우, 즉 1보다 작거나 동일한 경우 노크인식 임계값에 대한 수정계수;
KRFTP: 기준레벨 트래킹 계수;
KRFTP0: 엔진 노이즈가 비정상적인(unsteady) 경우 기준레벨 트래킹 계수(전환단계);
KRFTP1: 엔진 노이즈가 정상적인(steady) 경우 기준레벨 트래킹 계수(전환단계 없음).
전환단계의 기간은 작동주기 카운터에 의한 것 대신에 예컨대 연소 카운터(combustion counter) 및 타이머에 의해서도 또한 실현될 수 있다. KRFTP0은 예컨대 수정계수와 KRFTP를 곱함으로써도 또한 결정될 수 있다.
도 2 내에는 내연기관 내 노크인식 장치에 대한 실례가 도시되어 있다. 상기 장치를 이용하여서 또한 본 발명에 따른 방법이 실행될 수 있다. 이때 상세하게는 내연기관의 실린더에 할당되어 있으면서 실린더 내 노이즈 내지 내연기관의 노이즈를 검출하며, 상기 노이즈들에 종속되는 출력신호를 공급하는 노크센서가 (10)으로 표시되어 있다. 검출된 노이즈들은 조절식 증폭기(11) 및 필터에 의해 복조회로(13)(demodulation circuit)에 공급된다.
복조회로(13)의 정류기는 적분기(15)와 연결되어 있다. 증폭계수를 조절함으로써, 출력신호의 기준레벨은 계속해서 일정하면서 엔진속도에 종속되지 않는 상태로 유지되는 점이 달성될 수 있다. 상기 적분기(15)는, 제어장치(16)에 의해 속도센서(17)의 출력신호에 따라 형성되는 크랭크샤프트 동기식 측정영역의 사이에서 측정신호(ikr)를 형성한다. 상기 측정신호는 비교기(18) 내에서 제어장치에 의해 사전 지정된 노크임계값(KS)과 비교되며, 비교기(19)의 출력신호는 노크인식 신호로서 이용된다. 제어장치(16)로부터 노크조절을 위해 출력신호는 출력단(20a)(output stage)으로 공급되어 해당 실린더 내 점화를 야기하게 된다.
필터(12)의 특성은 변화될 수 있다. 예를 들어 대역필터는, 사전 지정 가능한 주파수가 통과대역 내에 위치하는 방식으로, 예컨대 제어장치(16)의 적합한 제어펄스에 의해 전환될 수 있다. 전환 내지 주파수 변화는 예컨대 제어장치(16)의마이크로프로세서의 대응하는 제어펄스에 의해 야기될 수 있다. 특히 추출되어질 배경 노이즈는 자신의 주파수에 있어서 엔진속도에 종속되기 때문에, 필터특성은 엔진속도에 따라 변화되거나 전환된다.
필터장치, 정류기 및 적분기 뿐 아니라 경우에 따라 추가의 컴포넌트는 디지털 및/또는 아날로그 방식으로, 다시 말해 아날로그 및 디지털 엘리먼트의 조합으로써 또한 실현될 수 있으며, 내연기관의 제어장치(16) 내에, 예컨대 제어장치의 프로세서 내에 또한 통합될 수 있다. 요구되는 처리단계는 예컨대 제어장치(16) 내에서 마찬가지로 진행된다. 상기 제어장치(16), 예컨대 내연기관의 통상적인 제어장치는 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 적합한 프로세서 및 메모리 장치를 포함한다.

Claims (19)

  1. 적어도 하나의 노크센서를 구비한 내연기관 내 노크인식 방법으로서,
    상기 노크센서의 출력신호는 변화 가능한 특성을 가지는 적어도 하나의 필터를 포함하는 평가회로에 공급되고, 그리고 노킹 시에, 만약 검출되고 처리된 노크센서의 출력신호가 내연기관의 노이즈에 따라 변화되는 기준값을 사전 지정된 방식으로 초과한다면, 상기의 출력신호가 인식되는 방법에 있어서,
    필터특성의 변화가 이루어지는 단계동안 변경된 노크인식 방법이 실행되며, 상기의 방법에서 노크인식 임계값은 보다 민감하지 않게 전환되고 및/또는 기준레벨 트래킹이 변경되는 것을 특징으로 하는 노크인식 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    전환의 단계에 대해 사전 지정된 기간이 취해지며, 상기 기간동안 변경된 노크인식이 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    전환단계가 이미 진행되고 있는지 여부를 인식하기 위해, 카운터, 특히 작동주기 카운터가 감분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    노크인식 임계값(KE)에 대한 수정계수(FK)가 전환단계동안 값(FKEFMU1 >1) 또는 값(FKEFMU2 <1)으로 세팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    만약 필터특성의 전환으로 기본 노이즈가 상승된다면 값(FKEFMU1 >1)이 선택되며, 그리고 만약 필터특성의 전환으로 기본 노이즈가 감소된다면, 값(FKEFMU2 <1)이 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기준레벨 트래킹이 전환단계동안, 전환단계가 이루어지지 않을 때의 기준레벨 트래킹 계수보다 작은 기준레벨 트래킹 계수(KRFTP0)를 선택함으로써 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 적어도 하나의 노크센서를 구비한 내연기관 내 노크인식 장치로서,
    상기 노크센서는 평가회로와 연결되어 있으며, 적어도 하나의 필터를 포함하며, 상기 필터의 특성은 변화 가능한 장치에 있어서,
    상기 장치는 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따르는 방법 중 적어도 한 가지 방법을 실행하기 위한 수단을 포함하여 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 노크인식 장치.
  8. 적어도 하나의 실린더를 구비한 내연기관에 대한 노크인식 방법으로서,
    동시에 적어도 하나의 노크센서(1a, 1b, ..., 1n)를 이용하여 적어도 하나의 실린더 내 연소에 근거하여 발생하는 신호가 검출되며, 동시에 평가회로(20)를 이용하여 적어도 하나의 노크센서에 의해 검출된 신호가 평가되며, 동시에 신호를 평가하기 위해 평가회로 내에 통합된 대역필터(25)를 이용하여 신호의 주파수대역이 선택되는 방법에 있어서,
    대역필터의 통과대역은 실린더 고유의 방식 및/또는 엔진속도에 종속되는 방식으로 변화되는 것을 특징으로 하는 노크인식 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    대역필터의 통과대역의 평균주파수가 실린더 고유의 방식 및/또는 엔진속도에 종속되는 방식으로 변화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    대역필터의 통과대역의 상한 및/또는 하한 차단주파수가 실린더 고유의 방식 및/또는 엔진속도에 종속되는 방식으로 변화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    필터 평균주파수 및/또는 하한 차단주파수 및/또는 상한 차단주파수가 엔진속도 및/또는 실린더 수에 따라 마이크로컴퓨터(30)의 메모리 유닛 내에 저장되어있는 각각의 특성도로부터 판독되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    대역필터의 통과대역의 변화 시에 노크인식 임계값은 사전 지정된 임계값 수정계수로 곱해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기준값의 적응을 위한 트래킹 계수(N)가 대역필터의 통과대역의 변화 시에 사전 지정된 기준값 수정계수로 곱해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 적어도 하나의 실린더를 구비한 내연기관용 노크인식 장치로서,
    동시에 적어도 하나의 실린더 내 연소에 의해 발생하는 신호를 검출하기 위해 적어도 하나의 노크센서(1a, 1b, ..., 1n)가 제공되어 있으며, 동시에 적어도 하나의 노크센서에 의해 검출된 신호를 평가하기 위해 평가회로(20)가 제공되어 있으며, 동시에 상기 평가회로 내에 대역필터(25)가 제공되어 있으며, 그럼으로써 신호의 평가를 위해 신호의 주파수대역을 선택할 수 있는 장치에 있어서,
    대역필터의 통과대역이 실린더 고유의 방식 및/또는 엔진속도에 종속되는 방식으로 변화될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    컨트롤 유닛(31)을 이용하여 대역필터의 통과대역의 평균주파수가 실린더 고유의 방식 및/또는 엔진속도에 종속되는 방식으로 변화될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    컨트롤 유닛(31)을 이용하여, 대역필터의 통과대역의 상한 및/또는 하한 차단주파수가 실린더 고유의 방식 및/또는 엔진속도에 종속되는 방식으로 변화될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    마이크로컴퓨터(30) 내에 엔진속도 및/또는 실린더 수에 따라 대역필터의 평균주파수 및/또는 하한 차단주파수 및/또는 상한 차단주파수를 각각의 특성도로 포함하고 있는 메모리 유닛(37)이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메모리 유닛(37)은, 대역필터의 통과대역의 변화 시에 노크인식 임계값으로 곱해질 수 있는 임계값 수정계수를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메모리 유닛(37)은 대역필터의 통과대역의 변화 시에 기준값에 대한 트래킹 계수(N)로 곱해질 수 있는 기준값 수정계수를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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