JPH0443924A - エンジンのノッキング検出装置 - Google Patents

エンジンのノッキング検出装置

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JPH0443924A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はエンジンのノッキングを検出するノッキング
検出装置に関する。
（従来の技術） 一般に、燃焼室内における未燃焼部分のガスの圧縮着火
とされているエンジンのノッキングは、出力や熱効率の
低下を招く。このため、その対策を講じる必要があるが
、ノッキング対策としては、オクタン価を高めたり、エ
ンドガスの温度、圧力を下げるなどの方法があるが充分
ではなく、このため従来てはエンジンの振動を検出する
ノックセンサを設けてノック発生を検出し、これに基づ
き点火時期を遅らせるよう進角量を制御している。
このようなノックセンサを設けたエンジンのノッキング
検出装置としては、特開昭６４−５４２２７号公報に記
載されているものがある。これは、ノックセンサの検出
した振動信号を、所定の周波数帯域で通過させるバンド
パスフィルタにより通過させ、この通過した振動信号を
ノック発生時に相当する基準値と比較してノック発生を
判定するとともに、ノックセンサの出力信号を受けてノ
ック振動の周波数がバンドパスフィルタの通過帯域内に
入るよう、この帯域を狭く変更するものである。バンド
パスフィルタの周波数通過帯域を狭く設定する理由は、
通過帯域が広いと、ノイズの通過量が多く、そのためＳ
／Ｎ比（信号／ノイズ比）が低下して微小ノックの発生
に対して検出が困難となり、検出精度が低下することに
よる。
この場合、バンドパスフィルタは帯域が変更するノック
制御用フィルタ１つと、帯域変更用フィルタ２つとが設
けられており、これら３つのバンドパスフィルタの周波
数通過帯域は、帯域変更がノック制御用フィルタによる
ノック検出後の３つのバンドパスフィルタの出力値のピ
ーク値に基づくため、互いに重複している。帯域変更の
際には、各バンドパスフィルタを通過したエンジン振動
信号のピークレベルで各フィルタの中心周波数を重み付
けして平均周波数を求め、この平均周波数を実際のノッ
ク周波数とし、このノック周波数をノック制御用フィル
タの中心周波数としている。
（発明が解決しようとする課題） ところが、このような従来のエンジンのノッキング検出
装置は、ノック制御用フィルタの周波数帯域を狭くする
ことでノイズの通過量を少なくできるものの、この帯域
でのノック発生が前提条件となっているため、狭く設定
した周波数帯域内に必ずしもノック周波数が入っている
とは限らず、ノック検出精度が充分てはない。
そこでこの発明は、ノック検出精度をより向上させるこ
とを目的としている。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前述した課題を解決するためにこの発明は、エンジンの
振動を検出する振動検出手段と、振動検出手段の検出し
た振動信号を予め設定した周波数帯域で通過させる相互
に重複しない周波数通過帯域を備えた複数の帯域通過手
段と、各帯域通過手段からの出力信号をノック信号とし
てノッキングの発生を判定するノック判定手段とを有す
る構成としたものである。
またこの発明は、エンジンの振動を検出する振動検出手
段と、振動検出手段の検出した振動信−号を予め設定し
た周波数帯域で通過させる相互に重複しない周波数通過
帯域を備えた複数の帯域通過手段と、各帯域通過手段か
らの出力信号をノック信号とし、このノック信号をエン
ジン運転状態に応して重み付けしてノッキングの発生を
判定するノック判定手段とを有する構成としてもよい。
（作用） エンジン振動が振動検出手段で検出され、この検出信号
は相互に重複しない周波数通過帯域を備えた複数の帯域
通過手段を通過し、ノック判定′手段はこの通過するこ
とにより各帯域通過手段から出力される信号をノック信
号としてノッキングの発生を判定する。
また、各帯域通過手段から出力される信号をノック信号
とし、このノック信号をエンジン運転状態に応して重み
付けしてノッキングの発生を判定することで、より高度
な検出精度が得られる。
（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づき説明する。
第２図に示す車両用エンジン１には、エンジン回転数を
検出するクランク角センサ３及び、エンジン振動を検出
する振動検出手段としてのノックセンサ５が取り付けら
れている。ノックセンサ５は、例えばエンジンの振動を
圧電素子により電気信号に変換するもので、これにより
検出されるエンジン振動信号は、この振動信号を所定の
周波数帯域で通過させる帯域通過手段としての５つのバ
ンドパスフィルタ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅを通し
てノック判定手段としての演算回路９に入力される。ク
ランク角センサ３の検出信号も演算回路９に入力される
。
バンドパスフィルタ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ。
７ｅは、その周波数通過帯域が互いに重複しておらず、
各バンドパスフィルタ７ａ、７ｂ、７ｃ。
７ｄ、７ｅを通過した互いに異なる振動信号がノック信
号として処理される。演算回路９、このノック信号に基
づいてノック発生を判定し、この判定結果により点火時
期制御回路１１を介してエンジン１の図示しない点火プ
ラグに対し点火時期制御を行う。
次に、上記構成からなるエンジンのノッキング検出装置
の動作を第３図のフローチャートに基づき説明する。ま
ず、ノックセンサ５によりエンジン１の振動を検出しく
ステップ１０１）、検出された振動信号は第４図のよう
に各周波数帯毎に５つのバンドパスフィルタ７ａ〜７ｅ
を通して周波数分析され、各バンドパスフィルタ７ａ〜
７ｅに対応する複数の周波数帯域のノック振動モードｆ
１＋　　ｆ２＋　　ｆ３＋　　ｆ４＋　　ｆ、のパワス
ペクトルゲインＰ　ｆ　Ｉ、　Ｐ　ｆ　２　、　Ｐ　ｆ
　３　、　Ｐ　ｆ　４　、　Ｐ　ｆ　９が読み込まれる
（ステップ１０３）。上記第４図はエンジン回転数が２
００Ｏｒ　ｐｍのときのノッキング発生時での周波数分
析例を示している。
次に、上記各周波数帯域のパワスペクトルゲインＰｆ、
、Ｐｆ２．Ｐｆ、、Ｐｆ４．Ｐｆ５の総和Ｐを求め（ス
テップ１０５）、この総和Ｐと、非ノツク時でのノック
センサ出力で作る基準信号Ｐｏとの差Ｑを求めることで
ノッキングの判定を行う（ステップ１０７）。そして求
めた値Ｑが基準値以上のノック発生時には、点火時期ｔ
ｉＩＪａ回路１１を介して点火プラグの点火時期が遅角
制御され、ノッキングが有効に抑制される。
このように、ノックセンサ５の出力信号を周波数分析し
、互いに重複しない周波数通過帯域を備えた複数のバン
ドパスフィルタ７３〜７ｅの出力値をすべてノック信号
として用いるので、ノッキングの検出精度が高く、ノッ
ク抑制効果が極めて高いものとなる。
第５図及び第６図は、それぞれこの発明の他の実施例を
示すフローチャートである。これら各実施例は、クラン
ク角センサ３による出力値に基づくエンジン回転数に応
し、５つのバンドパスフィルタ７ａ〜７ｅの出力値を重
み付けし、より的確なノック検出を行うようにしたもの
である。重み付けの際の係数は、第７図に示すように、
振動モードｆ、、ｆ４が回転数に拘らず一定で、ｆｌ。
ｆ２が回転数の上昇に伴って小さくなり、ｆ、か回転数
の上昇に伴って大きくなっている。
振動モードｆ３．ｆ４での重み付は係数が一定の理由は
、ｆ、、ｆ４がほぼすべての回転数でノック時及び非ノ
ツク時に拘らず発生するためてあり、またｆ、はｆ４に
比べすべての回転数で発生する開度が高いため、ｆ３で
の係数をｆ４での係数より大きくしである。なお、この
ｆ９、ｆ４のパワスペクトルレベルはノック時の方が非
ノツク時より高いものとなっている。また、振動モード
ｆ、、ｆ、ての重み付は係数が回転数の上昇とともに小
さくなる理由は、Ｐｆ、、Ｐｆ２の値が回転数の上昇に
伴ってノック基準信号との差が小さくなるからであり、
一方振動モードｆ５での重み付は係数が回転数の上昇と
ともに大きくなる理由は、Ｐｆ、の値が回転数の上昇に
伴ってノック基準信号との差が大きくなるからである。
このように、エンジン回転数により異なる重み付は係数
を用い、第４図に示したような周波数分析例となる回転
数か２０００　ｒ　ｐｍのときの制御例を示す第５図の
場合は、振動モードｆ、、ｆ２゜ｆ３．ｆ４．ｆ５の重
み付は係数は、それぞれ０．２，０．１，０．３，０．
２．０．２となり、ステップ５０５て次式に基づき重み
付けを行ってノック信号Ｐを算出する。
Ｐ　＝　０　、　２　Ｐ　ｆ　＋　＋　０　、　　Ｉ　
Ｐ　ｆ　２＋０．３Ｐ　ｆ３＋Ｑ、２Ｐ　ｆ４＋Ｑ、２
Ｐ　ｆ。
第６図に示す制御例は、第８図に示すような周波数分析
例となる回転数が４０００ｒｐｍのときのもので、この
場合の振動モードｆｌ＋　　ｆ２゜ｆ、、ｆ４．ｆ、で
の重み付は係数は、それぞれ０．１５，０．０５，０．
３，０．２，０．３となり、ステップ６０５て次式に基
づき重み付けを行ってノック信号Ｐを算出する。
Ｐ＝０．１５Ｐｆ＋　＋〇、０５Ｐｆ２＋０．３Ｐ’ｆ
、＋０．２Ｐｆ、＋０．３Ｐｌｓまた、エンジン温度を
例えば冷却水温センサにより検出し、この検出値を基づ
いて上記同様に５つのバンドパスフィルタ７ａ〜７ｅの
出力値を重み付けすることでノック検出精度を向上させ
てもよい。この場合の各振動モードでの重み付は係数の
温度による変化は、温度の上昇に伴って第７図中で右側
に徐々にずらすことにより得られる値とすればよい。ま
た、エンジン回転数が同一のままエンジン温度が上昇す
る場合は、重み付は係数の上記右側へのずらし量を、振
動モードｆ、で最も大きく、ｆ４＋　　ｆ３＋　　ｆｌ
の順に小さくし、ｆｌで最も小さくする。
上記のような重み付けを行うことで、回転数にあるいは
温度に応じた的確なノック信号が得られ、より高度な制
御が可能となる。
［発明の効果］ 以上説明してきたようにこの発明によれば、互いに重複
しない周波数通過帯域を備えた帯域通過手段を用い、こ
の各帯域通過手段の出力信号をノック信号とし、このノ
ック信号に基づきノッキング発生の判定を行うようにし
たので、ノック検出精度を向上させることができる。
また、各帯域通過手段の出力信号に基づくノック信号を
エンジンの運転状態に応じて重み付けすることで、より
高精度なノック検出か可能となる。
【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明のクレーム対応図、第２図はこの発明
の一実施例を示す構成ブロック図、第３図は制御動作を
示すフローチャート、第４図はエンジン回転数が２００
Ｏｒｐｍのときの周波数分析例を示す説明図、第５図は
エンジン回転数が２０ＱＱｒｐｍのときの重み付けを行
った場合のフローチャート、第６図はエンジン回転数が
４０００ｒｐｍのときの重み付けを行った場合のフロー
チャート、第７図はエンジン回転数と重み付は係数との
相関図、第８図はエンジン回転数が４００Ｏｒｐｍのと
きの周波数分析例を示す説明図である。 ３・・・ノックセンサ（振動検出手段）７ａ、７ｂ、７
ｃ、７ｄ、７ｅ−＝バンドパスフィルタ（帯域通過手段
） ９・・・演算回路（ノック判定手段） 第１　図 第３図 第５図 第６図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）エンジンの振動を検出する振動検出手段と、振動
    検出手段の検出した振動信号を予め設定した周波数帯域
    で通過させる相互に重複しない周波数通過帯域を備えた
    複数の帯域通過手段と、各帯域通過手段からの出力信号
    をノック信号としてノッキングの発生を判定するノック
    判定手段とを有することを特徴とするエンジンのノッキ
    ング検出装置。
  2. （２）エンジンの振動を検出する振動検出手段と、振動
    検出手段の検出した振動信号を予め設定した周波数帯域
    で通過させる相互に重複しない周波数通過帯域を備えた
    複数の帯域通過手段と、各帯域通過手段からの出力信号
    をノック信号とし、このノック信号をエンジン運転状態
    に応じて重み付けしてノッキングの発生を判定するノッ
    ク判定手段とを有することを特徴とするエンジンのノッ
    キング検出装置。
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