JP2551085B2 - 内燃機関のノック制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は内燃機関に発生するノックを検出して、点
火時期、空燃比等のノック制御要因を制御するノック制
御装置（ノックコントロールシステム）に関するもので
ある。

［従来の技術］ 多気筒エンジンのノック制御装置において、そのノッ
ク判定レベルの作成方法の一例として、第６図の
（ａ），（ｂ）に示すように所定のノック判定期間にお
いて各気筒毎にその気筒に対応するノックセンサ信号を
平均化してバックグランド値ＬBGとし、その値ＬBGを定
数倍することによりノック判定レベルLkとしている。

この気筒別ノック判定レベルLkは、気筒毎の最適なバ
ックグランド値（気筒別バックグランド値）ＬBGによる
ものであるためエンジンが定常状態にあるときは確実な
ノック判定ができるが、ノックセンサ信号が急変するエ
ンジンの過渡状態時においては各気筒の気筒別バックグ
ランド値ＬBGがその気筒の点火毎（４気筒エンジンであ
れば４点火毎）にしか作成・変更できないため要求され
るバックグランド値ＬBGに対する対応遅れが問題となっ
ていた。

そのために、特開昭60−256539号公報にそれを回避す
る方法が示されている。これは、全気筒のノックセンサ
信号の平均値と各気筒毎のノックセンサ信号の平均値を
求め、その全気筒のノックセンサ信号の平均値に対する
各気筒毎のノックセンサ信号の平均値の差若しくは比を
演算して、この差若しくは比に応じて各気筒毎のノック
判定レベルを決定し、このノック判定レベルとノックセ
ンサ信号とからノックを判定するようにしたものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、この開示された内燃機関のノック制御装置
においては、全気筒のノックセンサ信号の平均値に対す
る各気筒毎のノックセンサ信号の平均値の差若しくは比
を演算して、この差若しくは比に応じて各気筒毎のノッ
ク判定レベルを作成しているので、エンジンが定常状態
にあるときの確実なノック判定及びエンジンが過渡状態
にあるときの応答性が完全に満足されているとは言いが
たかった。又、全気筒のノックセンサン信号の平均値に
対する各気筒のノックセンサ信号の平均値の差若しくは
比を演算する必要があるために処理が非常に複雑なもの
となっていた。

この発明の目的は、多気筒内燃機関の定常状態時の制
御性及び多気筒内燃機関の過渡状態時の応答性を確保
し、かつ簡単な処理にてノック判定レベルを設定するこ
とができる内燃機関のノック制御装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成すべく、第１図に示すよう
に、多気筒内燃機関M1に発生するノックを検出するため
のノックセンサM2と、このノックセンサ信号によるノッ
ク判定結果に応じてノック制御要因を調整するための調
整手段とM3を備えた内燃機関のノック制御装置におい
て、 ノックセンサ信号を入力して気筒の区別なく全気筒の
点火毎にノック判定レベルを更新する全気筒点火毎判定
レベル更新手段M4と、ノックセンサ信号を入力して各気
筒別にノック判定レベルを更新する各気筒別判定レベル
更新手段M5と、前記内燃機関M1の運転状態を検出する運
転状態検出手段M6と、前記運転状態検出手段M6により内
燃機関M1が過渡状態のときには前記全気筒点火毎判定レ
ベル更新手段M4による全気筒点火毎のノック判定レベル
の更新を選択し、内燃機関M1が定常状態のときには前記
各気筒別判定レベル更新手段M5による各気筒別のノック
判定レベル更新を選択する選択手段M7と、前記選択手段
M7にて選択更新されたノック判定レベルとノックセンサ
信号とを比較して、その比較結果を前記調整手段M3に出
力するノック判定手段M8とを備えた内燃機関のノック制
御装置をその要旨とするものである。

［作用］ 運転状態検出手段M6が多気筒内燃機関M1の運転状態を
検出し、その運転状態検出手段M6により内燃機関M1が過
渡状態のときには選択手段M7が全気筒点火毎判定レベル
更新手段M4による全気筒点火毎のノック判定レベルの更
新を選択し、内燃機関M1が定常状態のときには各気筒別
判定レベル更新手段M5による各気筒別のノック判定レベ
ルの更新を選択し、ノック判定手段M8がその選択更新さ
れたノック判定レベルとノックセンサ信号とを比較し
て、その比較結果を調整手段M3に出力する。そして、調
整手段M3がその判定結果に応じてノック制御要因を調整
する。

［実施例］ 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って
説明する。

第２図に示すように、ノックセンサ１は多気筒エンジ
ン（本実施例では４気筒エンジンを使用）Egのシリンダ
ブロック等に設置され、シリンダブロックの振動検出に
て同多気筒エンジンEgのノックを検出する。このノック
センサ１には入力処理回路２が接続され、同入力処理解
路２はノック特有の信号のみを取出すようになってい
る。全気筒点火毎判定レベル更新手段、各気筒別判定レ
ベル更新手段、運転状態検出手段及び選択手段としての
マイクロコンピュータ（以下、MPUという）３はROM（リ
ード・オンリ・メモリ）４に記憶した制御プログラムに
より各種演算処理を実行するとともに、その各種処理結
果は一時RAM（ランダム・アクセス・メモリ）５に記憶
させるようになっている。このMPU3は前記入力処理回路
２を介してノックセンサ１の出力信号を入力し、各気筒
別に作成されるノック判定レベルLkを、気筒の区別なく
全気筒の点火毎に更新するとともに各気筒別に更新する
機能を有している。

このノック判定レベルの作成方法は４点火なましにて
行なっている。即ち、今回のノック判定期間でのノック
センサ信号の平均値をLiとし、前回更新したノックセン
サ信号のバックグランド値をＬBGi-1としたとき今回の
バックグランド値ＬBGiを次式にて求めている。

そして、このバックグランド値をＬBGiを定数倍する
ことによりノック判定レベルLkを演算するようになって
いる。

運転状態検出手段を構成するエンジン回転数センサ６
はエンジン回転数を検出しその検出信号をMPU3に出力す
る。MPU3はそのエンジン回転数の単位時間当たりの変化
を算出しており、そのエンジン回転数の変化率が所定量
より大きいときにはエンジンEgの運転状態が過渡状態で
あると判断し、又、エンジン回転数の変化率が所定量よ
り小さいときにはエンジンEgの運転状態が定常状態であ
ると判断する。即ち、例えば、500rpm/sec以上の場合に
は過渡状態と、500rpm/sec未満の場合には定常状態と判
断する。

ノック判定手段を構成する比較器７はその一方の入力
端子がMPU3と接続されるとともに他方の入力端子が前記
入力処理回路２に接続され、さらに比較器７の出力端子
がノック判定手段を構成するノック判定手段８に接続さ
れている。そして、比較器７はMPU3の出力するノック判
定レベルLkと入力処理回路２からのノックセンサ信号と
を比較してノックセンサ信号がノック判定レベルLkより
大きいときパルス信号を出力する。

ノック判定回路８は前記比較器７からのパルス信号数
を加算してその加算値が所定値以上になるとノック判定
信号を調整手段としての点火時期制御装置９に出力す
る。点火時期制御装置９はノック判定回路８からノック
判定信号を入力すると１回のノック（ノック判定信号の
入力）当たり0.25℃Ａの点火時期の遅角を行なう。

次に、このように構成した内燃機関のノック制御装置
の作用を第３図に基づいて説明する。

まず、ノックセンサ１にて多気筒エンジンEgの振動が
検出されてそのノックセンサ１の信号が入力処理回路２
を介してMPU3に入力される。MPU3は前記（１）式にて気
筒の区別なく全気筒の点火毎にノックセンサ信号の各気
筒毎のバックグランド値ＬBG（ＬBGi）を更新するか、
前記（１）式にて各気筒別の点火毎（４気筒の場合には
４点火で１回毎）にノックセンサ信号の各気筒毎のバッ
クグランド値ＬBG（ＬBGi）を更新するかの一方によ
り、各気筒毎のバックグランド値ＬBG（ＬBGi）を求
め、その値ＬBG（ＬBGi）を定数倍してノック判定レベ
ルLkを演算している。

又、MPU3は常時エンジン回転数センサ６からの信号に
よりエンジン回転数の変化を検知するとともに、その変
化率が所定値以上か未満かを判断することによりエンジ
ンEgが過渡状態か定常状態かを判定する（ステップ
１）。そして、MPU3は過渡状態にあると判断すると、気
筒の区別なく全気筒点火毎のノックセンサ信号によるノ
ック判定レベルLkの更新を選択してそれにより更新され
た気筒別のレベルLkを比較器７に出力する（ステップ
２）。又、MPU3はステップ１にて多気筒エンジンEgが定
常状態にあると判断すると、各気筒別のノックセンサ信
号によるノック判定レベルLkの更新を選択してそれによ
り更新された気筒別のレベルLkを比較器７に出力する
（ステップ３）。

そして、比較器７にて第６図の（ｂ）に示すように前
記ノックセンサ信号と前記MUP3の気筒別のノック判定レ
ベルLkとが比較され、ノックセンサ信号がMPU3の出力し
たノック判定レベルLkよりも大きいパルス信号がノック
判定回路８に出力される。さらに、第６図の（ｃ）に示
すように同ノック判定回路８にてそのパルス信号が加算
され同加算値が所定値Q₀以上になるとノック判定信号が
点火時期制御装置９に出力される。すると、第６図の
（ｄ）に示すように点火時期制御装置９にてこのノック
判定信号により所定量遅角されることとなる。

このようにして多気筒エンジンEgの運転状態（過渡状
態、定常状態）により全気筒点火毎のノック判定レベル
の更新又は各気筒別のノック判定レベルの更新を演算選
択すると、第４図に示すように、過渡状態においては図
中、要求される真の値（バックグランド値）ＬBG1に対
して従来の気筒別のみでの４点火に１回しかバックグラ
ンド値ＬBG2が作成・更新されず遅れてしまいノックの
誤判定してしまう可能性があるが、それに比べ本実施例
では過渡状態時には全気筒点火毎に更新されたバックグ
ランド値ＬBG3が選択使用されて点火毎にノック判定レ
ベルが作成更新されるため応答性に優れたものとなる。
さらに、定常運転時には各気筒別のバックグランド値Ｌ
BG3により制御性に優れたものとなる。尚、第４図にお
いては従来の気筒別のみのバックグランド値ＬBG2及び
本発明における定常時に選択される気筒別バックグラン
ド値ＬBG3は４気筒のうちの１気筒を代表した。

このように本実施例の内燃機関のノック制御装置にお
いては、エンジン回転数センサ６にてエンジンEgの運転
状態を過渡状態か定常状態か区別して過渡状態のときに
は全気筒点火毎のノック判定レベルの更新を、又、定常
状態のときには各気筒別のみのノック判定レベルの更新
を設定するようにしたので、すでに開示されたノック制
御装置においては全気筒のノックセンサ信号の平均値に
対する各気筒毎のノックセンサ信号の平均値の差若しく
は比にて各気筒毎のノック判定レベルを作成するためエ
ンジンEgの過渡状態のときの応答性及びエンジンEgの定
常状態の制御性を完全には満足できなかったが、そのよ
うなことがなく、過渡状態のときの応答性に優れるとと
もに定常状態のときの制御性に優れたものとすることが
できる。又、その従来の装置のように、全気筒のノック
センサ信号の平均値に対する各気筒毎のノックセンサ信
号の平均値の差若しくは比を演算する必要がないため全
体の処理も簡素化できることとなる。

尚、この発明は上記実施例に限定されることはなく、
上記実施例ではノック判定レベルLkは（１）式に示し
た、いわゆる４点火なましを用いたが、他にも例えば、
第５図に示すように今回のノック判定期間のノックセン
サ信号の平均値ＬGB4と比較レベルＬGB5を比較して比較
レベルＬGB5が平均値ＬGB4より大きいときは次の更新時
に比較レベルＬBG5を所定量ΔＬ小さくし、比較レベル
ＬBG5が平均値ＬGB4より小さいときは所定量ΔＬ大きく
することにより比較レベルＬBG5を更新作成して、この
比較レベルＬBG5を定数倍してノック判定レベルLkを演
算するようにしてもよい。

又、上記実施例においては、エンジンEgの運転状態は
エンジン回転数センサ６にて過渡状態か定常状態かを判
別したが、他にも例えば、スロットルセンサによるスロ
ットル開度の変化率が所定以上か否かを検知することに
より過渡状態か定常状態かを判別してもよい。

さらに、上記実施例では、多気筒エンジンEgの運転状
態（過渡状態、定常状態）の判断にて全気筒点火毎のノ
ック判定レベルの更新又は各気筒毎のノック判定レベル
の更新のいずれかを選択するようにしたが、常にMPU3に
より前記（１）式にて気筒の区別なく全気筒のノックセ
ンサ信号によるノック判定レベルLkを全気筒の点火毎に
更新演算するとともに各気筒毎のノックセンサ信号によ
るノック判定レベルLkを各気筒の点火毎に更新演算し、
多気筒エンジンEgの運転状態（過渡状態、定常状態）に
より全気筒のノック判定レベル又は各気筒毎のノック判
定レベルを選択するようにしてもよい。

さらには、上記実施例ではノック検出にて点火時期を
制御する場合について説明したが、空燃比等の他のノッ
ク制御要因を制御するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、多気筒内燃機
関の定常状態時の制御性及び多気筒内燃機関の過渡状態
時の応答性を確保し、かつ簡単な処理にてノック判定レ
ベルを設定することができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示すブロック図、第２図は実
施例の内燃機関のノック制御装置の電気回路図、第３図
は作用を説明するためのフローチャート、第４図は運転
状態の変化に伴うバックグランド値を説明するためのタ
イムチャート、第５図は別例を説明するためのタイムチ
ャート、第６図はノック判定処理を説明するためのタイ
ムチャートである。 M1は多気筒内燃機関、M2はノックセンサ、M3は調整手
段、M4は全気筒点火毎判定レベル更新手段、M5は各気筒
別判定レベル更新手段、M6は運転状態検出手段、M7は選
択手段、M8はノック判定手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多気筒内燃機関に発生するノックを検出す
   るためのノックセンサと、 このノックセンサ信号によるノック判定結果に応じてノ
   ック制御要因を調整するための調整手段と を備えた内燃機関のノック制御装置において、 ノックセンサ信号を入力して気筒の区別なく全気筒の点
   火毎にノック判定レベルを更新する全気筒点火毎判定レ
   ベル変更手段と、 ノックセンサ信号を入力して各気筒別にノック判定レベ
   ルを更新する各気筒別判定レベル更新手段と、 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 前記運転状態検出手段により内燃機関が過渡状態のとき
   には前記全気筒点火毎判定レベル更新手段による全気筒
   点火毎のノック判定レベルの更新を選択し、内燃機関が
   定常状態のときには前記各気筒別判定レベル更新手段に
   よる各気筒別のノック判定レベルの更新を選択する選択
   手段と、 前記選択手段にて選択更新されたノック判定レベルとノ
   ックセンサ信号とを比較して、その比較結果を前記調整
   手段に出力するノック判定手段とを備えたことを特徴と
   する内燃機関のノック制御装置。