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JPS6113125A - Knocking detector for internal-combustion engine - Google Patents

Knocking detector for internal-combustion engine

Info

Publication number
JPS6113125A
JPS6113125A JP13299384A JP13299384A JPS6113125A JP S6113125 A JPS6113125 A JP S6113125A JP 13299384 A JP13299384 A JP 13299384A JP 13299384 A JP13299384 A JP 13299384A JP S6113125 A JPS6113125 A JP S6113125A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
knocking
noise level
signal
processing circuit
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
JP13299384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Naito
内藤 宏幸
Toshimi Anpo
安保 敏巳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP13299384A priority Critical patent/JPS6113125A/en
Publication of JPS6113125A publication Critical patent/JPS6113125A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect knocking at a high accuracy about individual cylinders by a method wherein signals from a knocking sensor are inputted into a processing circuit by the cylinders and cylinder-wire noise levels are prepared to compare knockings at each cylinder. CONSTITUTION:For example, respective knocking sensors 10 are provided at parts of a 6-cylinder engine to send signals to a multiplexer 20. Then, vibration thereof is converted into a voltage signal with a charge amplifier 21, allowed to pass with a band-pass filter 22 in the frequency band only peculiar to the knocking and rectified with a full-wave rectification circuit 23 to be inputted into an integrator 24. In a cylinder-wise discrimination means 25, cylinders in the combustion process are discriminated to generate cylinder-wise noise level signals, which are inputted into an interface 26. Then, the cylinder-wise knocking signals from the integrator 24 are compared with the cylinder-wise noise level signals through the interface 26 to identify knockings. Thus, knockings of respective cylinders can be detected accurately regardless of difference in mechanical noise among the cylinders.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複数の気筒を有する内燃機関のノッキング
検出装置に関し、特に、内燃機関の点火時期を最大トル
ク発生角度に保ちつつ、ノッキングレベルを所定の範囲
内に収めるように制御するノッキング制御装置に利用す
るのに適したノッキング検出装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a knocking detection device for an internal combustion engine having a plurality of cylinders, and particularly to a knocking detection device for an internal combustion engine having a plurality of cylinders. The present invention relates to a knocking detection device suitable for use in a knocking control device that controls knocking within a predetermined range.

〔従来の技術J 一般に、内燃機関におけるノッキング現象とは、シリン
ダ内の未燃混合気の早期着火による異常燃焼をaい、そ
の結果、シリンダの寸法(特にそのボア径うど燃焼カス
温度とにより定まる祖数の固有振194数を持つシリン
ダ内の圧力(筒内圧)の減衰振動として現わノする、 この固有振動数は概ね5〜6kHz以上であり5この圧
力の振動かシリンタ壁、シリンダブロック等を経て空気
中に伝わり1人間の聴感に達する不快な高周波音がいわ
ゆるノック音と呼ばれるものである。
[Prior Art J] In general, the knocking phenomenon in an internal combustion engine refers to abnormal combustion due to early ignition of unburned air-fuel mixture in the cylinder, and as a result, the knocking phenomenon is determined by the dimensions of the cylinder (particularly its bore diameter and combustion scum temperature). It appears as a damped vibration of the pressure inside the cylinder (in-cylinder pressure), which has a natural frequency of 194. This natural frequency is approximately 5 to 6 kHz or more, and 5 This pressure vibration is caused by the cylinder wall, cylinder block, etc. The unpleasant high-frequency sound that travels through the air and reaches the human auditory sense is called a knocking sound.

そして、負荷が一定値以上で点火時期が進みすぎている
場合に強いノッキング現象が生しる。このようなノッキ
ングは不快な騒音を生じると共に、強度のノッキングは
シリンダ内部に強い気柱振動を生じさせ、シリンダ内に
部分的な異常高温か発生してエンジンに損傷を与えるこ
とがある。
Then, when the load exceeds a certain value and the ignition timing is too advanced, a strong knocking phenomenon occurs. Such knocking causes unpleasant noise, and severe knocking causes strong air column vibrations inside the cylinder, which may generate abnormally high temperatures locally within the cylinder and damage the engine.

し・かしなから、7−ys)ツキング現象はそれ自体エ
ンジンに悪影響を与えるものではなく、臨入時期を進め
てノッキングが生じる場合であっても、エンシの燃焼効
率か増加することによって車両の燃費を改善することか
でき、このような燃費の改善という観点からすれば、適
度なノッキングを許容することはエンジンの最適効率で
の運転状態を得るために好適である。
However, 7-ys) The knocking phenomenon itself does not have a negative effect on the engine, and even if knocking occurs by advancing the engine timing, the engine's combustion efficiency will increase and the vehicle will be improved. From the viewpoint of improving fuel efficiency, allowing a moderate amount of knocking is suitable for obtaining an operating state with optimal engine efficiency.

したがって、エンジンの運転効率を高め、且つノツキン
グ騒音レベルを所定値以下に抑制するためには5ノッキ
ング強度を種々の運転条件に適合させて制御する必要が
ある。。
Therefore, in order to increase the operating efficiency of the engine and suppress the knocking noise level to a predetermined value or less, it is necessary to control the knocking intensity to suit various operating conditions. .

このような目的を達成するためのノツキング制御装置ど
しては、例えば特開昭56−13242.3号公報、特
公昭58−1374.9号公報等に記載されているよう
に種々の装置が開発されている。
There are various knocking control devices for achieving this purpose, such as those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-13242.3, Japanese Patent Publication No. 58-1374.9, etc. being developed.

そして、このようなノッキング制御を行なうためには、
ノッキングの発生を正確に検出する必要があるが、その
ための従来のノッキング検出装置は、例えば第9図に示
すように構成されていた。
In order to perform such knocking control,
It is necessary to accurately detect the occurrence of knocking, and a conventional knocking detection device for this purpose has been constructed, for example, as shown in FIG. 9.

これを簡単に説明すると、内燃機関の各気筒(この例で
は6気筒)に対してそれぞれ1個ずつのノッキングセン
サ1を取付けてあり、この検出信号をマルチプレクサ2
に入力し、そのいずれが1つを選択して燃焼行程にある
気筒に一番近いノッキングセンサ1からの検出信号のみ
を順次出力する。
To explain this simply, one knocking sensor 1 is attached to each cylinder (6 cylinders in this example) of the internal combustion engine, and this detection signal is sent to the multiplexer 2.
one of them is selected and only the detection signal from the knocking sensor 1 closest to the cylinder in the combustion stroke is sequentially output.

このマルチプレクサ2の切換夕、イミングは、クランク
軸の回転角に応じて切換制御信号作成部乙によって作成
される切換制御信号によって制御される、。
The switching timing of the multiplexer 2 is controlled by a switching control signal generated by a switching control signal generating section B in accordance with the rotation angle of the crankshaft.

このマルチプレクサ2から出力される検出信号をバント
パスフィルタ4に入力して、ノッキング特有の所定の周
波数帯域の信号成分のみを通過させる。
The detection signal output from the multiplexer 2 is input to a band pass filter 4, which passes only signal components in a predetermined frequency band specific to knocking.

この信号をノイズレベル作成部5に入力し、先ず全波整
流回tJ86によって余波整流し、その出方を平均化回
路7によって所定の時定数で平均化し、増幅器8でレベ
ル調整してノイズレベル(スライスレ・\ル)を作成す
る。
This signal is input to the noise level generation section 5, first rectified by the full wave rectifier tJ86, then averaged by the averaging circuit 7 with a predetermined time constant, and the amplifier 8 adjusts the level to make the noise level ( Create a slice file.

そして、比較器Sによってバントパスフィルタ4の出力
をこのノイズレベルと比較して、バントパスフィルタ4
の出力の方か大きい時にノッキンク有りと判定する。
Then, the output of the band pass filter 4 is compared with this noise level by the comparator S, and the output of the band pass filter 4 is
It is determined that there is knocking when the output is greater.

[発明か解決しようとする問題点J しかし7ながら、このような従来のノッキング検出装置
にあっては、気筒毎にメカニカルノイス(バルブ着座音
やピストン打音等)の程度が異なるにも拘らず、ノッキ
ングを検出するためのスライスレベルであるノイズレベ
ルは平均化された共通のレベルであるため、ノッキング
検出精度に気筒間でかなり大きなバラツキか生しるとい
つ問題点があった。
[Problem to be solved by the invention J However, in such a conventional knocking detection device, although the degree of mechanical noise (valve seating sound, piston hitting sound, etc.) differs from cylinder to cylinder, Since the noise level, which is the slice level for detecting knocking, is an averaged common level, there is a problem if there is a considerable variation in knocking detection accuracy between cylinders.

この発明は、このような問題点を解決して気筒間で検出
精度にバラツキの少ないノッキング検出を行なんるよう
にすることを目的とする。
It is an object of the present invention to solve these problems and to perform knocking detection with less variation in detection accuracy between cylinders.

〔問題点を解決するための手段3 この発明による内燃機関のノッキング検出装置は、上記
の問題点を解決するため、第1図にその基本的構成を示
すように、内燃機関のシリンダヘッド、シリンダブロッ
ク等に取付けられ、燃焼圧力あるいは振動を検出するノ
ッキングセンサ10と、その出力をノッキング強度に関
連した信号に変換する信号処理回路11と、燃焼行程に
ある気筒を判別する気筒判別手段12と、信号処理回路
11からの出力信号及び気筒判別手段12による判別結
果を入力してノッキングの判定を行なうノッキング判定
手段13とによって構成する。
[Means for Solving the Problem 3] In order to solve the above-mentioned problems, the knocking detection device for an internal combustion engine according to the present invention, as shown in FIG. A knocking sensor 10 that is attached to a block or the like and detects combustion pressure or vibration, a signal processing circuit 11 that converts the output into a signal related to the knocking intensity, and a cylinder determining means 12 that determines which cylinder is in the combustion stroke. The knocking determination means 13 inputs the output signal from the signal processing circuit 11 and the determination result by the cylinder determination means 12 to determine knocking.

そして、そのノッキング判定手段16を、信号処理回路
11の出力信号に基づいて気筒別のノイズレベルを作成
する気筒別ノイズレベル作成部14と、この気筒別ノイ
ズレベルと信号処理回路11の出力信号との比較によっ
て気筒別にノッキングを判定する気筒別ノッキング判定
手段15とによって構成したことを特徴とするものであ
る。
The knocking determination means 16 is connected to a cylinder-specific noise level creation section 14 that creates a cylinder-specific noise level based on the output signal of the signal processing circuit 11, and a cylinder-specific noise level creation section 14 that creates a cylinder-specific noise level based on the output signal of the signal processing circuit 11. The present invention is characterized by comprising a cylinder-by-cylinder knocking determination means 15 which determines knocking by cylinder by comparison.

〔作 用〕[For production]

この発明による内燃機関のノッキング検出装置は、」−
記の構成により、ノッキングセンサ10による検出信号
を信号処理回路11によって信号処理してノッキング強
度に関連した信号に変換する。
The knocking detection device for an internal combustion engine according to the present invention is
With the above configuration, a detection signal from the knocking sensor 10 is processed by the signal processing circuit 11 and converted into a signal related to the knocking intensity.

そして1、ノッキング判定手段13においては、信号処
理回路11からの出力信号に基づき気筒判別手段12に
よる判別結果に応じて、気筒別ノイズレベルを作成し、
その気筒別ノイズレベルと信号処理回路11の出力信号
とを比較して気筒別のノッキングを判定する。。
1. In the knocking determination means 13, a noise level for each cylinder is created according to the determination result by the cylinder determination means 12 based on the output signal from the signal processing circuit 11,
The noise level for each cylinder is compared with the output signal of the signal processing circuit 11 to determine knocking for each cylinder. .

したがって、各気筒毎に高精度のノッキング検出を行な
うことができ、気筒間の検出精度に殆んどバラツキか生
じ、ない。
Therefore, highly accurate knocking detection can be performed for each cylinder, and there is almost no variation in detection accuracy between cylinders.

〔実 施 例J 以下、この発明の実施例を図面の第2図乃至第8図を参
照して説明する、。
[Embodiment J] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 8 of the drawings.

第2図は、この発明の一実施例を示すブロック構成図で
あり、第1図と対応する部分には同一符号を付しである
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals.

この実施例は6気筒エンジンにこの発明を適用したもの
で、各気筒のシリンダヘットの点火プラク取付部にそ扛
それノッキングセンサ10を第3図に示すように取付け
ている。
In this embodiment, the present invention is applied to a six-cylinder engine, and a knocking sensor 10 is attached to the ignition plaque attachment portion of the cylinder head of each cylinder as shown in FIG.

第3図(A)はシリンダヘットの点火プラグ取付部の断
面図であり、同図CB)はノッキングセンサ10のみの
平面図である。
FIG. 3(A) is a sectional view of the spark plug mounting portion of the cylinder head, and FIG. 3(B) is a plan view of only the knocking sensor 10.

ノッキングセンサ10は、シリンダヘット16に螺着さ
第1る点火プラク17の座金状に形成され、シリンダ八
ツ1−16の外側凹所に点火プラグ17の締イ;1け部
17aによって押L7付けられて固定さ朴ている。
The knocking sensor 10 is formed in the shape of a washer of a first spark plug 17 that is screwed onto the cylinder head 16, and the spark plug 17 is screwed into the outer recess of the cylinder eight 1-16; It is attached and fixed to Pak.

このノッキングセンサ10とし・では、気筒内の燃焼圧
力を圧電素子によって電荷に変換して出力する燃焼圧力
センサを使用する。
The knocking sensor 10 uses a combustion pressure sensor that converts combustion pressure in a cylinder into an electric charge using a piezoelectric element and outputs the electric charge.

第2図に戻って、20はマルチプレクサであり。Returning to FIG. 2, 20 is a multiplexer.

切換制御信;; f1構成60によって作成さJしる切
換制御信号によって、例えば点火タイミングに同期させ
ることによjlクランク軸の回転と所定の関係を持たせ
て、6個のノッキングセンサ10がらの入力信号のうち
の1つ(燃焼行程にある気筒に取付けられているノッキ
ングセンサからの信号)を順次出力する。
Switching control signal: The switching control signal created by the f1 configuration 60 controls the six knocking sensors 10 in a predetermined relationship with the rotation of the crankshaft by synchronizing it with the ignition timing, for example. One of the input signals (a signal from a knocking sensor attached to a cylinder undergoing a combustion stroke) is sequentially output.

11はこのマルチプレクサ20を介して入力されるノッ
キングセンサ10の出力を、ノッキング強度に関連した
物理量を示す信号に変換する信号処理回路であり、チャ
ージアンプ21.バンドパスフィルタ22.余波整流回
路2ろ、及び積分器24によって構成されている。
11 is a signal processing circuit that converts the output of the knocking sensor 10 inputted via the multiplexer 20 into a signal indicating a physical quantity related to the knocking intensity; Bandpass filter 22. It is composed of an aftereffect rectifier circuit 2 and an integrator 24.

チャージアンプ21は、ノッキングセンサ10の出力を
電圧に変換するためのもので、例えは第4図に示すよう
に、抵抗R1〜R8+コンテンサC,ダイオードDI 
−D 3 r及びオペアンプ01)、。
The charge amplifier 21 is for converting the output of the knocking sensor 10 into a voltage, and for example, as shown in FIG.
-D3r and operational amplifier 01).

O20によって構成される公知の電荷−電圧変換増幅器
を使用する。
A known charge-to-voltage conversion amplifier constructed by O20 is used.

バントパスフィルタ22は、チャージアンプ21の出力
信号からノッキング特イJの所定の周波数帯域(例えば
6 k H’z〜17kl(z)の成分のみを通過させ
るフィルタである。
The band pass filter 22 is a filter that passes only components of a predetermined knocking frequency band (for example, 6 kHz to 17 kl(z)) from the output signal of the charge amplifier 21.

余波整流回路23は、パン1−バスフィルタ21を通過
した信号を余波整流して正負いす抗か一方の極性の電圧
信号にする回路である。
The aftereffect rectifier circuit 23 is a circuit that performs aftereffect rectification on the signal that has passed through the pan 1-bass filter 21 and converts it into a voltage signal of either positive or negative polarity.

積分器24は、積分区間制御信号作成回路61からの制
御信号に基づいて、ノッキングが発生する所定のクラン
ク角度領域(例えば、圧縮上死点から圧縮上死点後40
”)における全波整流回路26からの出力信号を積分す
る回路である。
The integrator 24 controls a predetermined crank angle range in which knocking occurs (for example, from compression top dead center to 40 degrees after compression top dead center) based on a control signal from the integration interval control signal generation circuit 61.
This is a circuit that integrates the output signal from the full-wave rectifier circuit 26 in ``).

32はクランク角センサで、クランク軸の回転角度を特
定気筒の特定位置(例えば、第1気筒の圧縮−I−死点
前70“)を基準にして測定する。
A crank angle sensor 32 measures the rotation angle of the crankshaft with reference to a specific position of a specific cylinder (for example, 70'' before compression-I-dead center of the first cylinder).

25は、第1図の気筒判別手段12とノッキング判定手
段13の役目をなすマイクコンピュータであり、信号処
理回路11の出力信号及び回転角センサ32の検出信号
を入力し、ノッキング判定結果を検出出力として出力す
るするための入出力インターフェース26と、各種演算
及び判定処理を行なうための中央処理装置(C:PU)
27と。
Reference numeral 25 denotes a microphone computer which serves as the cylinder discrimination means 12 and the knocking determination means 13 in FIG. an input/output interface 26 for outputting as
27 and.

制御ブロクラム及びそのブロクラム中の計算に用いる各
種定数等を記憶したリートオンリ・メモリ(ROM)2
8と、入力データやCPU27による演算結果を一時的
に記憶するランダムアクセス・メモリ(RAM)29と
によって構成されている。
A read-only memory (ROM) 2 that stores a control block and various constants used for calculations in the block.
8, and a random access memory (RAM) 29 that temporarily stores input data and the results of calculations by the CPU 27.

次に、この実施例の作用を説明する1゜切換制御信号作
成部60は、第5図(イフに示す基準気筒信号(この例
では第1気筒の圧縮上死点前70′′で立上る短かいパ
ルス信号)と、(ロ)に示す点火信号を入力して、基準
気筒信号入力後点火タイミングに同期して切換制御信号
を発生してマルチプレクサ20に入力する。
Next, to explain the operation of this embodiment, the 1° switching control signal generation unit 60 generates a reference cylinder signal (in this example, rises at 70'' before compression top dead center of the first cylinder) as shown in FIG. A short pulse signal) and the ignition signal shown in (b) are input, and a switching control signal is generated and input to the multiplexer 20 in synchronization with the ignition timing after the reference cylinder signal is input.

この切換制御信号は、6気筒エンジンの点火順序に従っ
て、第5図(ハ)〜(チ)に示すように、第1気筒から
第5.第3.第6.第2.第4気筒の順でマルチプレク
サ20がノッキングセンサ10の出力信号を選択するよ
うに制御する信号で、第5図(ハ1〜(チ)においてハ
イレベル゛H”になっている期間が、その気筒のノッキ
ングセンサの出力が選択さA′Lる期間である。
This switching control signal is transmitted from the first cylinder to the fifth cylinder according to the ignition order of the six-cylinder engine, as shown in FIGS. Third. 6th. Second. This is a signal that controls the multiplexer 20 to select the output signal of the knocking sensor 10 in the order of the 4th cylinder. This is the period during which the output of the knocking sensor is selected A'L.

信号処理回路11は、このマルチプレクサ20によって
選択されて出力されるノッキングセンサ10の出力信号
を、ノッキング強度に関連した物理量を示す信号に変換
する役目をなすが、その各部の信号a ’−eの波形を
第6図のタイミングチャートの(a)〜(e)に示す。
The signal processing circuit 11 has the role of converting the output signal of the knocking sensor 10 selected and outputted by the multiplexer 20 into a signal indicating a physical quantity related to the knocking intensity. The waveforms are shown in (a) to (e) of the timing chart of FIG.

また、この実施例では積分器24による積分区間を圧縮
上死点から圧縮上死点後40° (クランク角)として
おり、この区間だけH′ になる積分区間制御信号dを
、積分区間制御信号作成回路31によって回転角センサ
32からの信号に基づいて作成する。
Further, in this embodiment, the integration interval by the integrator 24 is from compression top dead center to 40° (crank angle) after compression top dead center, and the integral interval control signal d, which becomes H' only in this interval, is It is created by the creation circuit 31 based on the signal from the rotation angle sensor 32.

さらに、この実施例では、積分器24はその積分値を第
6図(、e 、)に示すように次の積分が開始されるま
で保持する機能を有している。
Furthermore, in this embodiment, the integrator 24 has a function of holding the integrated value until the next integration is started, as shown in FIG. 6 (,e,).

マイクコンピュータ25は、信号処理回路11の出力信
号(積分回路24の積分出力e)及び回転角センサ62
からの特定気筒の基準位置からのクランク軸の回転角度
を示す信号fを人力して。
The microphone computer 25 receives the output signal of the signal processing circuit 11 (integral output e of the integrating circuit 24) and the rotation angle sensor 62.
A signal f indicating the rotation angle of the crankshaft from the reference position of a specific cylinder is manually generated.

第7図のフローチャートに示すブロクラムによって、気
筒判別、気筒別ノイズレベルの作成、及び気筒別ノッキ
ング判定を行なう。
The block diagram shown in the flowchart of FIG. 7 performs cylinder discrimination, generation of cylinder-specific noise levels, and cylinder-specific knocking determination.

このブロクラムは、6気筒エンジンの場合はクランク角
120”毎に、4気筒エンジンの場合はクランク角+8
0”毎というようにエンジンの回転に同期して実行され
る。
This brocrum is applied every 120" of crank angle for a 6-cylinder engine, or +8" of crank angle for a 4-cylinder engine.
It is executed in synchronization with the rotation of the engine, such as every 0".

次に、この第7図のプログラムを各ステップ順に説明す
る1゜ ステップ1では、回転角センサ32からの信号fによっ
て燃焼行程にある気筒の判別を行ない。
Next, the program of FIG. 7 will be explained step by step. In step 1, the cylinder in the combustion stroke is determined based on the signal f from the rotation angle sensor 32.

以後のステップで処理する内容がi番気筒に関するもの
であることを判別する3゜ ステップ2では、信号処理回路11から出力される積分
値をノッキング強度に関連した信号1. S )として
読込む。
3. It is determined that the contents to be processed in subsequent steps relate to the i-th cylinder. In step 2, the integral value output from the signal processing circuit 11 is converted into a signal 1.1 related to the knocking intensity. S).

ステップ3では、前のサイクルまでで計算されたi番気
筒のノイズレベル(NLi)をRAM2日から読出す。
In step 3, the noise level (NLi) of the i-th cylinder calculated up to the previous cycle is read from the RAM 2.

ステップ4ては、ステップ2で読込んだ信号Sとステッ
プ3て読出したノイズレベルNLiの比較を行ない、S
>NLiの場合はノッキング有りと判断して、ステップ
5へ進んでその判断結果をRAM2Bのi番気筒の判定
決果を記憶する領域(アドレス)に一時格納した後ステ
ップ6へ進む。
In step 4, the signal S read in step 2 and the noise level NLi read out in step 3 are compared, and S
>NLi, it is determined that there is knocking, and the process proceeds to step 5, where the judgment result is temporarily stored in the area (address) for storing the judgment result of the i-th cylinder in the RAM 2B, and then the process proceeds to step 6.

また、S≦NLiの場合はノッキング無しと判定して何
もせずにステップ6へ進む。
If S≦NLi, it is determined that there is no knocking and the process proceeds to step 6 without doing anything.

ステップ6ては、次のサイクルでのノッキング判定のた
めに現在のノイズレベルNLiと信号Sから、予め定め
られた関数1例えば次式により。
In step 6, a predetermined function 1, for example, the following equation, is used from the current noise level NLi and the signal S to determine knocking in the next cycle.

新たな1番気筒のノイズレベルNLiを作成するための
演算を行なう。
Calculation is performed to create a new noise level NLi for the No. 1 cylinder.

((NL i IX(n−1)/n+(S)X I/n
)XK−+ (NL i)」−記泪算式中のn及びKは
エンジン回転数により予め定められた定数であり、RO
M28にマツプとして記憶されている。
((NL i IX(n-1)/n+(S)X I/n
)
It is stored in M28 as a map.

一般に、高回転になるとエンジン自体の振動成分が大き
くなり、振動センサの出力に占めるノッキングによる振
動成分の割合が相対的に小さくなる。
Generally, as the engine speed increases, the vibration component of the engine itself increases, and the proportion of the vibration component due to knocking in the output of the vibration sensor becomes relatively small.

したかつて、Kの値はエンジン回転数か小さいときに大
きくし、た方がよい。
However, it is better to increase the value of K when the engine speed is low.

nの値も低回転時により大きくシ、た方がよい。It is also better to set the value of n larger at low speeds.

なぜなら、低回転時の方が高回転時よりも通常の一ノッ
クなし、時の振動工不ルキに対してより大きい割合のノ
ック振動が発生するため、これが比較基1(1;値(N
ST、)に大きな影響を与えないようにするためである
This is because a larger proportion of knock vibration occurs at low rotation speeds than at high rotation speeds, compared to the normal non-knock vibration, and this is the comparison base 1 (1; value (N
This is to avoid having a large influence on ST,).

結局5次表において、nl >n2+ Kl >K2に
なるようにこれらの定数を定める、 なお、現在のノイズレベルNLiも最初は信号Sのみに
よって作られ、順次上記のような加重平均の演算かなさ
れたものであり、信号処理回路11の出力信号Sから演
算処理によってノイズレベルNLを作成し、でいること
になる。
After all, in the quintic table, these constants are determined so that nl > n2 + Kl > K2. The current noise level NLi is also initially created only by the signal S, and then the weighted average calculation as described above is performed. The noise level NL is created by arithmetic processing from the output signal S of the signal processing circuit 11.

ところで、このノイズレベルの作成に際して1、ノッキ
ングの発生により信号Sか大きくなった場合、ノイズレ
ベルが異常に大きくなってその後のノッキング判定に支
障をきたす恐れがある。
By the way, when creating this noise level, 1. If the signal S becomes large due to the occurrence of knocking, there is a possibility that the noise level becomes abnormally large and may interfere with subsequent knocking determination.

そこで、これを防ぐため、第8図に部分的フローチャー
トで示すように、ノイズレベル作成に使用する信号Sの
値に上限(SMax)を設けて、ステップ4又は5の次
にステップ7でS ) S Maxの判断を行ない、S
がSMaxを越えた時には、ステップ8でSの値をSM
axに変更して、その値を用いて第7図のステップ6に
おける気筒別ノイズレベルを作成する演算処理を行なう
ようにするとよい。
Therefore, in order to prevent this, as shown in the partial flowchart in Fig. 8, an upper limit (SMax) is set for the value of the signal S used to create the noise level, and S Max is set in step 7 after step 4 or 5. Make a judgment of S Max, and
exceeds SMax, in step 8 the value of S is set to SM
It is preferable to change the value to ax and use that value to perform the arithmetic processing for creating the noise level for each cylinder in step 6 of FIG.

また ノイズレベルの異常な増大に対する別の対策とし
て、気筒別ノイズレベルの作成に際して。
Also, as another measure against abnormal increases in noise levels, when creating noise levels for each cylinder.

気筒別に最も新し・い信号Sの値を第1の設定数(m個
)たけ人力して、その中から値の小さい方から第2の設
定数(n個)のテークだけを使用して加重平均をとる等
の演算処理を行なうようにして、ノッキング発生時の異
常に大きい信号Sは除外するようにしてもよい、。
The most recent signal S value for each cylinder is manually taken as many times as the first set number (m values), and only the second set number (n values) of the smallest values are used. An abnormally large signal S at the time of occurrence of knocking may be excluded by performing arithmetic processing such as taking a weighted average.

なお、−上記実施例では、ノッキングセンサとして各気
筒のシリンダヘッドに取付けて燃焼圧力を検出する複数
の燃焼圧力センサを用いたが、これに限らず、例えばシ
リンダブロックに取付番ってその振動によりノッキング
を検出する1個の振動センサでもよい。
In the above embodiment, a plurality of combustion pressure sensors were used as knocking sensors to detect the combustion pressure by being attached to the cylinder head of each cylinder, but the present invention is not limited to this. It may be one vibration sensor that detects knocking.

要するに、内燃機関のシリンダヘッド、シリンタブロッ
ク等に取付けられて、その燃焼圧力あるいは振動を検出
できるセンサであればよい。
In short, any sensor that can be attached to the cylinder head, cylinder block, etc. of an internal combustion engine and detect its combustion pressure or vibration may be used.

また、上記実施例の信号処理回路11では、ノッキング
センサ出力の所定周波数成分の所定クランク角領域での
積分値を作成したが、所定周波数成分の所定クランク角
領域でのピーク値など5ノッキング強度に関連した物理
量を示す信号であれば、他の信号処理によって作成して
もよい。
In addition, in the signal processing circuit 11 of the above embodiment, an integral value of a predetermined frequency component of the knocking sensor output in a predetermined crank angle region is created, but the five knocking intensities, such as the peak value of a predetermined frequency component in a predetermined crank angle region, are Any signal indicating a related physical quantity may be created by other signal processing.

さらに、気筒別ノイズレベルの作成に、第7図のステッ
プ6に示す関数を用いたが、これは一種の加重平均であ
り、新たな信号による急激なノイズレベルの変動を防ぐ
ようにしているが、その他。
Furthermore, the function shown in step 6 of Figure 7 was used to create the noise level for each cylinder, but this is a type of weighted average and is intended to prevent sudden fluctuations in the noise level due to new signals. ,others.

単純平均等ノイズレベルを表わす関数であれば他の関数
を用いてもよいことは勿論である。
Of course, other functions may be used as long as they represent a simple average equal noise level.

〔発明の効果j 以上説明してきたように、この発明による内燃機関のノ
ッキング検出装置は、ノッキングセンサの出力を信号処
理回路によってノッキング強度に関連した信号に変換す
ると共に、燃焼行程にある気筒を判別して、上記信号処
理回路の出力信号から予め定められた関数による演算を
行なって気筒別のノイズレベルを作成し、その気筒別ノ
イズレベルと信号処理路の出力信号とを比較して気箇別
にノッキングを判定するようにしたので、各気筒毎にメ
カニカルノイスが異なっていても、気筒毎に最適な一ノ
イスレベルを設定してノッキングの判定を行なうので、
気筒間で検出精度にバラツキが殆んどな(なi、1.高
精度な気筒別のノッキンク検出を行なうことができる。
[Effects of the Invention j As described above, the knocking detection device for an internal combustion engine according to the present invention converts the output of the knocking sensor into a signal related to the knocking intensity using the signal processing circuit, and also determines which cylinder is in the combustion stroke. Then, a calculation is performed using a predetermined function from the output signal of the signal processing circuit to create a noise level for each cylinder, and the noise level for each cylinder is compared with the output signal of the signal processing path to calculate the noise level for each cylinder. Since knocking is determined, even if the mechanical noise is different for each cylinder, knocking can be determined by setting the optimum noise level for each cylinder.
There is almost no variation in detection accuracy between cylinders (1) Highly accurate knocking detection for each cylinder can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、二の発明の基本的構成を示すブロック図、 第2図は、この発明の一実施例を示すブロック構成図、 第3図は、ノッキングセンサの取付は状態の一例を示す
シリンダヘットの一部断面図及びノッキングセンサのみ
の平面図。 第4図は、チャージアンプの一例を示す回路図、第5図
は、基準気筒信号及び点火信号と各気筒用の切換制御信
号の関係を示すタイミングチャート図、 第6図は、第2図の信号処理回路11の各部の出力信号
及び積分区間制御信号の波形を示すタイミングチャート
図、 第7図は、第2図のマイクロコンピュータ25のCPU
か実行するノッキング検出処理プログラムの例を示すフ
ローチャート図、 第8図は、同じくその追加する処理部分の力を示すフロ
ーチャート図、 第9図は、従来の内燃機関のノッキンク検出装置の例を
示すブロック図である。 10 ・ノッキングセンサ 11 ・信号処理回w1 12・気筒判別手段13・ 
ノッキング判定手段 14・気筒別ノイズレベル作成部 15・・気筒別ノッキンク判走部 25・・・マイクロコンピュータ 30・切換制御信号作成部 乙1・・・積分区間制御信号作成回路 32・・回転角センサ
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the second invention. FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the invention. FIG. 3 is a cylinder showing an example of the state in which the knocking sensor is installed. A partial sectional view of the head and a plan view of only the knocking sensor. FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a charge amplifier, FIG. 5 is a timing chart showing the relationship between a reference cylinder signal, an ignition signal, and a switching control signal for each cylinder. A timing chart diagram showing waveforms of output signals and integral interval control signals of each part of the signal processing circuit 11, FIG. 7 is a CPU of the microcomputer 25 of FIG.
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a knocking detection processing program to be executed; FIG. 8 is a flowchart showing the power of the additional processing portion; FIG. 9 is a block diagram showing an example of a conventional knocking detection device for an internal combustion engine. It is a diagram. 10・Knocking sensor 11・Signal processing time w1 12・Cylinder discrimination means 13・
Knocking determination means 14, noise level generation unit for each cylinder 15, knocking determination unit for each cylinder 25, microcomputer 30, switching control signal generation unit Otsu 1, integral interval control signal generation circuit 32, rotation angle sensor

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 内燃機関のシリンダヘツド、シリンダブロツク等に
取付けられ、燃焼圧力あるいは振動を検出するノツキン
グセンサと、該ノツキングセンサの出力をノツキング強
度に関連した信号に変換する信号処理回路と、燃焼行程
にある気筒を判別する気筒判別手段と、前記信号処理回
路の出力信号及び気筒判別手段による判別結果によつて
ノツキングの判定を行なうノツキング判定手段とを備え
、該ノツキング判定手段が、前記信号処理回路の出力信
号に基づいて気筒別のノイズレベルを作成する気筒別ノ
イズレベル作成部と、その気筒別ノイズレベルと前記信
号処理回路の出力信号との比較によつて気筒別にノツキ
ングを判定する気筒別ノツキング判定部とからなること
を特徴とする内燃機関のノツキング検出装置。 2 気筒別ノイズレベル作成部が、前記信号処理回路の
出力信号が予め設定した上限値を越えた時にはその上限
値を用いて気筒別のノイズレベルを作成することを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機関のノツキン
グ検出装置。 3 気筒別ノイズレベル作成部が、前記信号処理回路の
最も新しい出力信号を気筒別に第1の設定数だけ入力し
、その中から値の小さい方から第2の設定数だけのデー
タによつて予め定められた関数による演算を行なつて気
筒別のノイズレベルを作成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ツキング検出装置。
[Scope of Claims] 1. A knocking sensor that is attached to the cylinder head, cylinder block, etc. of an internal combustion engine and detects combustion pressure or vibration, and signal processing that converts the output of the knocking sensor into a signal related to the knocking intensity. a cylinder discriminating means for discriminating a cylinder in a combustion stroke; and a knocking determining means for determining knocking based on an output signal of the signal processing circuit and a determination result by the cylinder discriminating means; , a cylinder-by-cylinder noise level creation unit that creates a cylinder-by-cylinder noise level based on the output signal of the signal processing circuit; and a cylinder-by-cylinder noise level creation unit that performs knocking by cylinder-by-cylinder by comparing the cylinder-by-cylinder noise level with the output signal of the signal processing circuit. A knocking detection device for an internal combustion engine, comprising a cylinder-by-cylinder knocking determination section. 2. Claim No. 2, characterized in that, when the output signal of the signal processing circuit exceeds a preset upper limit value, the cylinder-specific noise level creation section creates a cylinder-specific noise level using the upper limit value. The knocking detection device for an internal combustion engine according to item 1. 3. The cylinder-specific noise level generation unit inputs the latest output signal of the signal processing circuit in a first setting number for each cylinder, and calculates the noise level in advance by using the second setting number of data from the smallest value among them. 2. The knocking detection device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a noise level for each cylinder is created by performing calculations using a predetermined function.
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