KR19980057185A - 정규 분포를 이용한 노크 감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노크 센서의 출력 전압을 Log화하여 정규 분포의 그래프로 메모리하여 항상 노이즈 영역과 노크 영역을 구분하여 노크 오판정을 방지하는 정규 분포를 이용한 노크 감지 방법에 관한 것으로서,

엔진의 소음을 감지하는 노크 센서(1)와, 상기 노크 센서의 출력 전압을 일정 주파수 범위내에서 필터링하는 필터 회로(2)와, 상기 노크 센서에서 검출한 소음 주파수의 피크치를 검출하는 피크치 검출부(4)와, 미리 노크 판정을 위한 노크 판정 기준이 설정된 비교 기준 레벨 계산부(5)와, 상기 피크치 검출부(4)에서 검출한 피크값과 비교 기준 레벨 계산부(5)에서 설정된 기준값을 비교하여 노크 판정을 하는 비교부(6)와, 상기 비교부의 비교 결과에 의해서 지각 또는 진각 제어를 하는 마이크로 컴퓨터(7)로 구성된 노크 판정 장치에 있어서,

상기 비교 기준 레벨 계산부(5)에서는 노크 센서의 출력 전압에 대한 확률 분포를 Log화하여 정규 분포의 그래프를 작성하고, 해당 엔진의 고유 진동수에 적합한 상수및 표준 편차를 결정하여, 정규 분포의 그래프 밖의 영역을 노킹 영역으로 간주하는 것을 특징으로 한다.

이것에 의해, 노이즈 영역과, 노크 영역을 명확하게 구분하여 노크의 오판정을 방지할 수 있다.

Description

정규 분포를 이용한 노크 감지 방법 (KNOCK SENSING METHOD USING NORMAL DISTRIBUTION)

본 발명은 정규 분포를 이용한 노크 감지 방법에 관한 것이며, 보다 상세히는 노크 센서의 출력 전압을 Log화하여 정규 분포의 그래프로 메모리하여 항상 노이즈 영역과 노크 영역을 구분하여 노크 오판정을 방지하는 정규 분포를 이용한 노크 감지 방법에 관한 것이다.

종래의 경우를 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

노킹은 연소실 내의 혼합기가 점화 플러그로부터 인화된 화염의 전파를 기다리지 않고 자기 착화하여 충격적으로 연소하는 현상이다. 엔진으로부터 최대 토오크를 발생하는 점화 시기는 노킹을 일으키기 시작하는 점화 시기의 전후에 있다. 따라서, 가벼운 노킹이 발생하거나 그렇지 않은 경계 영역에서 엔진을 운전하는 것을 출력, 연비의 면에서 가장 유리하다.

도 1을 참조하면, 노킹의 검출에는 노크 센서(1)를 이용한다. 노크 센서는 실린더 블록의 특정 개소에 설치되어 실린더 블록에 전달되는노크의 고주파 진동을 피에조 압전 효과를 이용한 픽업으로 전기 신호로 변환한다.

노크 센서의 출력 전압은 필터 회로(2)에서 일정 범위의 주파수만 통과하도록 필터링된다.

피크치 검출부(4)는 노크 센서의 출력 전압에서 그 주파수의 피크치를 검출하는 것이다. 도 2에는 노킹이 있을 때와 없을 때의 센서 출력이 나타나 있으며 노킹이 있을 때에는 6-8KHz의 시점에 피크가 있다는 것을 알 수 있다.

비교 기준 레벨 계산부(5)는 미리 노크 판정 범위를 메모리하고 있는 수단이다.

도 2 내지 도 5는 노크 컨트럴의 제어 챠트이다. 노크 센서로부터 출력전압은 엔진 ECU에 입력되어 필터 회로에 따라 필요 주파수 성분만큼 추출한다. 점화가 종료되어 연소 행정으로 이동한 후 어느 일정 시간(노크 판정 기간)안에 센서로부터의 출력 피크값이 판정 기준값을 넘은 회수를 헤아려서 노크의 강도 판정을 비교부(6)에서 한다. 노크 강도에 따라 마이크로 컴퓨터(7)는 이그니터(9)에 대해서 지각 보정을 하여 노크없는 상태가 계속되면 서서히 진각 보정을 하여 점화 시기를 노킹 한계에서 제어할 수 있도록 하고 있다.

그런데, 종래의 비교 기준 레벨 계산부(5)에서는 미리 그 엔진의 특성에 맞게 측정값 상수 K가 고정된다. 그래서 비교 기준 레벨 계산부에서는

[식 1]

로 계산한다. 여기서 KDL은 노크 판정 기준이고, K는 측정 상수값이고,는 엔진 진동을 필터링화한 평균값이다. 그래서 비교부(6)에서는 현재 측정된 시그널 피크 전압이 미리 설정된 KDL보다 그 사이클은 노크 사이클로 판정된다.

그런데, 종래의 비교 기준 레벨 계산부(5)에서는 비션형적으로 노크 진동폭 정도를 설정해 놓고 있다. 그래서 도 6의 (가) 도 및 (나)도에서처럼 노크 판정 오류가 발생된다.

즉, (1)과 같은 타입의 엔진 소음 주파수일 때, (가)도에서와 같이, 상수값 K에 의해 노크 판정을 정확히 한다. 그러나, 이 K값을 그대로 (2)와 같은 타입의 엔진 소음 주파수일 때도 그대로 적용되어 노크 판정을 잘못하여 토오크 다운이 유발된다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 노크 센서의 출력 전압에 대한 노크 발생 확률을 정규 분포화하여 노이즈 영역과 노크 영역을 명확히 구별하여 노크 오판정을 줄이는 정규 분포를 이용한 노크 감지 방법을 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 정규 분포를 이용한 노크 감지 방법의 일례로서,

엔진의 소음을 감지하는 노크 센서와, 상기 노크 센서의 출력 전압을 일정 주파수 범위내에서 필터링하는 필터 회로와, 상기 노크 센서에서 검출한 소음 주파수의 피크치를 검출하는 피크치 검출부와, 미리 노크 판정을 위한 노크 판정기준이 설정된 비교 기준 레벨 계산부와, 상기 피크치 검출부에서 검출한 피크값과 비교 기준 레벨 계산부에서 설정된 기준값을 비교하여 노크 판정을 하는 비교부와, 상기 비교부의 비교 결과에 의해서 직각 또는 진각 제어를 하는 마이크로 컴퓨터로 구성된 노크 판정 장치에 있어서,

상기 비교 기준 레벨 계산부에서는 노크 센서의 추력 전압에 대한 확률분포를 Log화하여 정규 분포의 그래프를 작성하고, 해당 엔진의 고유 진동수에 적합한 상수및 표준 편차를 결정하여, 정규 분포의 그래프 밖의 영역을 노킹 영역으로 간주하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의해, 노이즈 영역과 노크 영역을 명확하게 구분하여 노크의 오판정을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 노크 감지 장치의 블록도

도 2는 노크 진동 레벨을 도시한 그래프

도 3은 점화신호에 따른 노크 판정 기간을 돗한 도면

도 4는 노크 센서 출력에 따른 노크 판정 기준을 도시한 도면

도 5는 제어 타임 챠트

도 6은 종래의 노크 감지 방법과 본 발명에 따른 정규 분포를 이요한 노크 감지 방법을 도시한 그래프

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 노크센서, 2 : 필터 회로, 4 : 피크치 검출부, 5 : 비교 기준 레벨 계산부, 6 : 비교부, 7 : 마이크로 컴퓨터, 9 : 이그니터,

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 정규 분포를 이용한 노크 감지 방법은 종래와 같이, 엔진의 소음을 감지하는 노크 센서(1)와, 상기 노크 센서의 출력전압을 일정 주파수 범위내에서 필터링하는 필터 회로(2)와, 상기 노크 센서에서 검출한 소음 주파수의 피크치를 검출하는 피크치 검출부(4)와, 미리 노크 판정을 위한 노크 판정 기준이 설정된 비교 기준 레벨 계산부(5)와, 상기 피크치 검출부(4)에서 검출한 피크값과 비교 기준 레벨 계산부(5)에서 설정된 기준값을 비교하여 노크 판정을 하는 비교부(6)와, 상기 비교부의 비교 결과에 의해서 지각 또는 진각 제어를 하는 마이크로 컴퓨터(7)로 구성된 노크 판정 장치가 적용된다.

상기 비교 기준 레벨 계산부(5)에서는 노크 센서의 출력 전압에 대한 확률 분포를 Log화하여 정규 분포의 그래프를 작성하고, 해당 엔진의 고유 진동수에 적합한 상수및 표준 편차를 결정하여, 정규 분포의 그래프 밖의 영역을 노킹 영역으로 그리고 그래프 내측을 노이즈 영역으로 간주한다.

본 발명에 따른 비교 기준 레벨 계산부(5)에서는 미리 그 엔진의 특성에 맞게 노크 센서의 출력 전압을 Log화하여 정규 분포의 그래프를 만든다.

그래서 비교 기준 레벨 계산부에서는

[식 2]

로 계산한다. 여기서 KDL은 노크 판정 기준이고,는 측정 상수값이고,는 LOG(V)의 표준 편차이고,는 LOG(V)의 중간값이다.

그리하여, 측정 상수값(: 예를 들어 3으로 설정한다)의 값과(표준 편차)의 관계를 이용하여 식 2와 같이 적용하여 계산하면 항상 노이즈 영역과 노크 영역을 구분하게 된더 노크 오판정을 막을 수 있다.

본 발명에 따른 비교 기준 레벨 계산부(5)에서는 대칭적으로 노크 진동폭 정도를 설정해 놓고 있다. 그래서 도 6의 (다)도 및 (라)도에서처럼 획일적으로 노크 판정을 하므로 오류가 발생되지 않는다.

즉, (1) 및 (2)와 같은 타입의 엔진 소음 주파수일 때, (다)도 및 (라)도에서와 같이, 측정 소음 주파수가 서로 다르더라도, 그래프 곡선의 밖은 항상 노크 판정이 되므로 노크 판정 오판이 없게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 정규 분포를 이용한 노크 감지 방법은 노크 센서의 출력 전압에 대한 노크 발생 확률을 정규 분포화하여 노이즈 영역과 노크 영역을 명확히 구별하여 노크 오판정을 줄이게 된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 정규 분포를 이용한 노크 감지 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명은 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 엔진으 소음을 감지하는 노크 센서(1)와, 상기 노크 센서의 출력 전압을 일정 주파수 범위내에서 필터링하는 필터 회로(2)와, 상기 노크 센서에서 검출한 소음 주파수의 키크치를 검출하는 피크치 검출부(4)와, 미리 노크 판정을 위한 노크 판정 기준이 설정된 비교 기준 레벨 계산부(5)와, 상기 피크치 검출부(4)에서 검출한 피크값과 비교 기준 레벨 계산부(5)에서 설정된 기준값을 비교하여 노크 판정을 하는 비교부(6)와, 상기 비교부의 비교 결과에 의해서 지각 또는 진각제어를 하는 마이크로 컴퓨터(7)로 구성된 노크 판정 장치에 있어서,

   상기 비교 기준 레벨 계산부(5)에서는 노크 센서의 출력 전압에 대한 확률 분포를 Log화하여 정규 분포의 그래프를 작성하고, 해당 엔진의 고유 진동수에 적합한 상수및 표준 편차를 결정하여, 정규 분포의 그래프 밖의 영역을 노킹 영역으로 간주하는 것을 특징으로 하는 정규 분포를 이용한 노크 감지 방법.