JP2629876B2 - 内燃機関用点火時期制御装置 - Google Patents
内燃機関用点火時期制御装置Info
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- JP2629876B2 JP2629876B2 JP22404288A JP22404288A JP2629876B2 JP 2629876 B2 JP2629876 B2 JP 2629876B2 JP 22404288 A JP22404288 A JP 22404288A JP 22404288 A JP22404288 A JP 22404288A JP 2629876 B2 JP2629876 B2 JP 2629876B2
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- knock
- failure
- sensor
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関用の点火時期制御装置に関するも
のである。
のである。
内燃機関の点火時期設定は機関の運転状態に対して効
率が最も良くなるように行われる。一般には、機関がノ
ッキングしない範囲でできるだけMBT（Minimum advance
for Best Torque）に近づくように点火時期を設定する
のが望ましい。しかし、上述のMBTに近づくように設定
しても、内燃機関の機関差、あるいは、吸気温、湿度等
により、ある条件下でノッキングの発生しない点火時期
に設定しても異なった運転条件のもとではノッキングを
起こす恐れがある。
率が最も良くなるように行われる。一般には、機関がノ
ッキングしない範囲でできるだけMBT（Minimum advance
for Best Torque）に近づくように点火時期を設定する
のが望ましい。しかし、上述のMBTに近づくように設定
しても、内燃機関の機関差、あるいは、吸気温、湿度等
により、ある条件下でノッキングの発生しない点火時期
に設定しても異なった運転条件のもとではノッキングを
起こす恐れがある。
そこで、内燃機関にノッキングを検出するセンサを取
り付け、ノッキングを検知し、ノッキングが発生すれば
点火時期を遅角させ、逆に非発生時には進角させる制御
を行うことによりMBTに最も近い点火時期にまで設定で
きる（以下、ノックコントロールと言う）。しかし、ノ
ッキングを検出するセンサが故障等で、正常にノッキン
グが検出できなくなった場合、ノッキング発生にもかか
わらず、遅角制御を行わず逆に進角してしまい内燃機関
の破壊に及ぶ。従来、この対策として、ノックセンサの
故障時は、ノックコントロールを禁止し、MBTより遅角
側に点火時期を設定して過進角を防止する。しかし、ノ
ックセンサの故障検出方法は、ノックセンサの正常時の
出力最小値と、ノックセンサ故障時の出力最大値との間
の値を故障判定しきい値としているため、何らかのノイ
ズ（例えば、オルタネータのリップルノイズ）等で、ノ
ックセンサ正常時に比べ故障時の方が出力が大きくなる
領域では、故障にもかかわらず正常と判定してしまう。
また、特公昭63−3557号公報で、低速ではノックセンサ
信号自体が小さくなり、正常、異常の判定が困難となる
ため、その回転数以下では故障検出を禁止し、その回転
数より高回転側で故障検出を行うものが知られている。
り付け、ノッキングを検知し、ノッキングが発生すれば
点火時期を遅角させ、逆に非発生時には進角させる制御
を行うことによりMBTに最も近い点火時期にまで設定で
きる（以下、ノックコントロールと言う）。しかし、ノ
ッキングを検出するセンサが故障等で、正常にノッキン
グが検出できなくなった場合、ノッキング発生にもかか
わらず、遅角制御を行わず逆に進角してしまい内燃機関
の破壊に及ぶ。従来、この対策として、ノックセンサの
故障時は、ノックコントロールを禁止し、MBTより遅角
側に点火時期を設定して過進角を防止する。しかし、ノ
ックセンサの故障検出方法は、ノックセンサの正常時の
出力最小値と、ノックセンサ故障時の出力最大値との間
の値を故障判定しきい値としているため、何らかのノイ
ズ（例えば、オルタネータのリップルノイズ）等で、ノ
ックセンサ正常時に比べ故障時の方が出力が大きくなる
領域では、故障にもかかわらず正常と判定してしまう。
また、特公昭63−3557号公報で、低速ではノックセンサ
信号自体が小さくなり、正常、異常の判定が困難となる
ため、その回転数以下では故障検出を禁止し、その回転
数より高回転側で故障検出を行うものが知られている。
しかし、高ノイズの発生領域が、定常運転回転数以上
にある場合、この高ノイズ発生領域を含めた定常運転回
転数以下での故障検出を禁止する必要があるので、ノッ
クセンサ故障検出範囲が狭くなって、故障検出性が劣る
という問題がある。又、高ノイズの発生領域は回転数に
だけ起因するものではなく、内燃機関にかかる負荷にも
関係がある場合がある。
にある場合、この高ノイズ発生領域を含めた定常運転回
転数以下での故障検出を禁止する必要があるので、ノッ
クセンサ故障検出範囲が狭くなって、故障検出性が劣る
という問題がある。又、高ノイズの発生領域は回転数に
だけ起因するものではなく、内燃機関にかかる負荷にも
関係がある場合がある。
本発明は以上の問題点を解決するもので、故障検出性
の精度向上を計ることを目的とする。
の精度向上を計ることを目的とする。
そのため本発明は第１図に示すごとく、内燃機関のノ
ッキングによる振動を検出するノックセンサと、このノ
ックセンサよりの出力によりノックの有無を検出すノッ
ク検出手段と、このノック検出手段によるノック有無の
検出結果に応じて点火時期を制御する点火時期制御手段
と、前記ノックセンサの出力信号を所定のノックセンサ
故障判定しきい値と比較して、このしきい値よりノック
センサ出力信号の方が大きいとノックセンサ正常と判別
し、逆に小さいとノックセンサ故障と判別するノックセ
ンサ故障判別手段と、前記ノックセンサの出力信号のノ
イズレベルが前記しきい値より高くなる機関運転領域で
は前記ノックセンサ故障判別手段による故障から正常へ
の判別結果の反転を禁止する禁止手段とを備える内燃機
関用点火時期制御装置を提供するものである。
ッキングによる振動を検出するノックセンサと、このノ
ックセンサよりの出力によりノックの有無を検出すノッ
ク検出手段と、このノック検出手段によるノック有無の
検出結果に応じて点火時期を制御する点火時期制御手段
と、前記ノックセンサの出力信号を所定のノックセンサ
故障判定しきい値と比較して、このしきい値よりノック
センサ出力信号の方が大きいとノックセンサ正常と判別
し、逆に小さいとノックセンサ故障と判別するノックセ
ンサ故障判別手段と、前記ノックセンサの出力信号のノ
イズレベルが前記しきい値より高くなる機関運転領域で
は前記ノックセンサ故障判別手段による故障から正常へ
の判別結果の反転を禁止する禁止手段とを備える内燃機
関用点火時期制御装置を提供するものである。
これにより、ノックセンサの出力信号を所定のノック
センサ故障判定しきい値と比較して、このしきい値より
ノックセンサ出力信号が大きいとノックセンサ正常、逆
に小さいとノックセンサ故障としてノックセンサ故障判
別手段により判別する。また、ノックセンサの出力信号
のノイズレベルがノックセンサ故障判定しきい値より高
くなる機関運転領域ではノックセンサ故障判定手段によ
る故障から正常への判別結果の反転を禁止手段により禁
止する。
センサ故障判定しきい値と比較して、このしきい値より
ノックセンサ出力信号が大きいとノックセンサ正常、逆
に小さいとノックセンサ故障としてノックセンサ故障判
別手段により判別する。また、ノックセンサの出力信号
のノイズレベルがノックセンサ故障判定しきい値より高
くなる機関運転領域ではノックセンサ故障判定手段によ
る故障から正常への判別結果の反転を禁止手段により禁
止する。
以下本発明を図に示す実施例について説明する。
第２図に、本発明に用いるノックコントロールシステ
ムのブロック図を示す。内燃機関に取り付けられたノッ
クセンサ１は、内燃機関の振動を信号として検出する。
ノック検出回路２はノックセンサ１より送られてきた信
号のノッキング周波数のみを検出するバンドパスフィル
タ（B.P.F）が設けられており、ノッキング周波数は増
幅し、ノッキング周波数以外は非増幅させる特性を持
つ。又、B.P.Fで得られた信号を平均化して、ノック判
定レベルの作成を行い、このノック判定レベルとB.P.F
を通したノックセンサ信号とを比較して、ノッキング発
生の有無判定を行う。エンジン状態検出部３は、エンジ
ン回転数、吸入空気量等、内燃機関の状態を検出する。
点火時期演算回路４はノック検出回路２及びエンジン状
態検出部３より得られた信号により、ノックコントロー
ルの点火時期進遅角を行うものでマイクロコンピュータ
よりなる。５は点火時期演算回路４により演算された点
火信号に応じて点火動作するイグナイタである。
ムのブロック図を示す。内燃機関に取り付けられたノッ
クセンサ１は、内燃機関の振動を信号として検出する。
ノック検出回路２はノックセンサ１より送られてきた信
号のノッキング周波数のみを検出するバンドパスフィル
タ（B.P.F）が設けられており、ノッキング周波数は増
幅し、ノッキング周波数以外は非増幅させる特性を持
つ。又、B.P.Fで得られた信号を平均化して、ノック判
定レベルの作成を行い、このノック判定レベルとB.P.F
を通したノックセンサ信号とを比較して、ノッキング発
生の有無判定を行う。エンジン状態検出部３は、エンジ
ン回転数、吸入空気量等、内燃機関の状態を検出する。
点火時期演算回路４はノック検出回路２及びエンジン状
態検出部３より得られた信号により、ノックコントロー
ルの点火時期進遅角を行うものでマイクロコンピュータ
よりなる。５は点火時期演算回路４により演算された点
火信号に応じて点火動作するイグナイタである。
第３図に、エンジン回転数に比例した周波数ノイズを
発生するノイズによるB.P.F後のセンサ信号による影響
を示す。実線で示す（Ｅ）はノックセンサ正常時のセン
サ出力最小値、破線で示す（Ｆ）は、ノックセンサ故障
時のセンサ出力最大値、一点鎖線で示す（Ｇ）は、
（Ｅ）と（Ｆ）の間に位置するノックセンサ故障判定し
きい値Vfを示す。図中、エンジン回転数NS〜NBの領域
（3000〜3500rpm）では、例えばオルタネータのリップ
ルノイズによりノック周波数と同帯域のノイズが発生
し、B.P.Fでノイズは増幅され、よって、その領域では
（Ｆ）は（Ｅ）より高いレベルの値となる。今、ノック
センサ１が断線状態であり、かつエンジン回転領域がNS
（例えば3000rpm）以下、或いはNB（例えば3500rpm）以
上ではB.P.F後のノックセンサ出力が（Ｇ）以下である
場合、ノックセンサ１が故障状態であると判定する。そ
の後、エンジン回転数がNS〜NBの間に入ると、故障状態
であるにもかかわらず、ノックセンサ出力が（Ｇ）のノ
ックセンサ故障判定しきい値Vfを超えてしまう。よっ
て、この領域では、ノックセンサ１の異常判定から正常
判定への結果の反転を禁止し、常に前回判定した結果
（正常あるいは異常）を維持する。その後、エンジン回
転数がNS以下或いはNB以上の所で、ノックセンサ１の異
常判定から正常判定への結果の反転の禁止を解除する。
また、何らかの要因でノックセンサ１が正常であるにも
かかわらず、ノックセンサの出力がノックセンサ故障判
定しきい値Vfより小さくなり、故障であると判定し、そ
の後、正常に復帰した場合、エンジン回転数がNS以下或
いはNB以上の領域で、ノックセンサ信号がノックセンサ
故障判定しきい値Vfより高出力であることを確認した
後、故障判定を解除する。
発生するノイズによるB.P.F後のセンサ信号による影響
を示す。実線で示す（Ｅ）はノックセンサ正常時のセン
サ出力最小値、破線で示す（Ｆ）は、ノックセンサ故障
時のセンサ出力最大値、一点鎖線で示す（Ｇ）は、
（Ｅ）と（Ｆ）の間に位置するノックセンサ故障判定し
きい値Vfを示す。図中、エンジン回転数NS〜NBの領域
（3000〜3500rpm）では、例えばオルタネータのリップ
ルノイズによりノック周波数と同帯域のノイズが発生
し、B.P.Fでノイズは増幅され、よって、その領域では
（Ｆ）は（Ｅ）より高いレベルの値となる。今、ノック
センサ１が断線状態であり、かつエンジン回転領域がNS
（例えば3000rpm）以下、或いはNB（例えば3500rpm）以
上ではB.P.F後のノックセンサ出力が（Ｇ）以下である
場合、ノックセンサ１が故障状態であると判定する。そ
の後、エンジン回転数がNS〜NBの間に入ると、故障状態
であるにもかかわらず、ノックセンサ出力が（Ｇ）のノ
ックセンサ故障判定しきい値Vfを超えてしまう。よっ
て、この領域では、ノックセンサ１の異常判定から正常
判定への結果の反転を禁止し、常に前回判定した結果
（正常あるいは異常）を維持する。その後、エンジン回
転数がNS以下或いはNB以上の所で、ノックセンサ１の異
常判定から正常判定への結果の反転の禁止を解除する。
また、何らかの要因でノックセンサ１が正常であるにも
かかわらず、ノックセンサの出力がノックセンサ故障判
定しきい値Vfより小さくなり、故障であると判定し、そ
の後、正常に復帰した場合、エンジン回転数がNS以下或
いはNB以上の領域で、ノックセンサ信号がノックセンサ
故障判定しきい値Vfより高出力であることを確認した
後、故障判定を解除する。
第４図は上述の作動を点火時期演算回路４を構成する
マイクロコンピュータにより実行するためのフローチャ
ートである。処理開始は割込みで行い、時間割込、角度
割込み等ノッキング終了タイミングで行う。まず、ステ
ップ100によりエンジン回転数に応じた所定の故障判定
しきい値Vfを演算した後、ステップ101で、B.P.F後のノ
ックセンサ出力の１つであるノック判定レベルが故障判
定しきい値Vfより高出力であるか否かを判定し、否であ
る場合はステップ103へ進み、ノックセンサ１が故障で
あると判定して故障フラグをセットする。ステップ101
でノック判定レベルが故障判定しきい値Vfより高出力で
あると判定した場合は、ステップ102へ進み、エンジン
回転数の判定を行う。エンジン回転数がNS〜NB（例えば
3000〜3500rpm）の間にある場合は、ノイズレベルが高
いため、その後の処理を行わない。ステップ102で否で
あると判定した場合は正常状態であるため、ステップ10
4へ進んでノックセンサ１が正常であると判定して故障
フラグをリセットする。そして、故障フラグがセットさ
れているときには、周知のごとく、ノック検出回路２よ
りのノック判定信号に基づくノックコントロールを禁止
して、MBTより遅角側に点火時期を設定し、故障フラグ
がリセットされているときにはノックコントロールを実
行する。
マイクロコンピュータにより実行するためのフローチャ
ートである。処理開始は割込みで行い、時間割込、角度
割込み等ノッキング終了タイミングで行う。まず、ステ
ップ100によりエンジン回転数に応じた所定の故障判定
しきい値Vfを演算した後、ステップ101で、B.P.F後のノ
ックセンサ出力の１つであるノック判定レベルが故障判
定しきい値Vfより高出力であるか否かを判定し、否であ
る場合はステップ103へ進み、ノックセンサ１が故障で
あると判定して故障フラグをセットする。ステップ101
でノック判定レベルが故障判定しきい値Vfより高出力で
あると判定した場合は、ステップ102へ進み、エンジン
回転数の判定を行う。エンジン回転数がNS〜NB（例えば
3000〜3500rpm）の間にある場合は、ノイズレベルが高
いため、その後の処理を行わない。ステップ102で否で
あると判定した場合は正常状態であるため、ステップ10
4へ進んでノックセンサ１が正常であると判定して故障
フラグをリセットする。そして、故障フラグがセットさ
れているときには、周知のごとく、ノック検出回路２よ
りのノック判定信号に基づくノックコントロールを禁止
して、MBTより遅角側に点火時期を設定し、故障フラグ
がリセットされているときにはノックコントロールを実
行する。
以上により、ノックセンサ故障判定から正常判定への
反転禁止領域を高ノイズ発生回転数領域のみに設定する
ことにより、広い範囲で精度良く故障判定が行なえると
共に、ノックセンサ故障判定後、正常に戻った時には異
常判定を解除することにより、内燃機関の出力向上が計
れる。
反転禁止領域を高ノイズ発生回転数領域のみに設定する
ことにより、広い範囲で精度良く故障判定が行なえると
共に、ノックセンサ故障判定後、正常に戻った時には異
常判定を解除することにより、内燃機関の出力向上が計
れる。
本発明の他の実施例としてある所定回転数における内
燃機関にかかる機関負荷状態によるB.P.F後のノックセ
ンサ信号出力の変化を第５図に示し、これを用いて説明
する。実線（Ｈ）は、ノックセンサ正常時のセンサ出力
最小値、破線（Ｉ）はノックセンサ故障時のセンサ出力
最大値、一点鎖線（Ｊ）は（Ｈ）と（Ｉ）の間に位置す
る。ノックセンサ故障判定しきい値Vfを示す。図中、負
荷PS〜PBの領域では、例えば、機関負荷が所定値になる
とオン・オフ動作するバルブのノイズなどによりノック
周波数と同帯域のノイズが発生し、B.P.Fでそのノイズ
は増幅され、この領域では、（Ｉ）は（Ｈ）より高いレ
ベルとなる。今、ノックセンサ１が断線状態であり、か
つエンジン負荷領域がRS以下、或いはPB以上では、B.P.
F後のノックセンサ出力が（Ｊ）以下である場合、ノッ
クセンサ故障状態であると判定する。その後、エンジン
負荷がPS〜PBの間に入ると、故障状態であるにもかかわ
らずノックセンサ出力がノックセンサ故障判定しきい値
Vfを超えてしまう。よって、この領域ではノックセンサ
１の正異常判定は実施せず、常に前回判定した結果を維
持し、その後、エンジン負荷がPS以下或いはPB以上の領
域で再度正異常判定を行う。また、ノックセンサ故障判
定後、正常に復帰した時は、高ノイズ発生領域外の所
で、ノックセンサ出力がノックセンサ故障判定しきい値
Vfより高出力であることを確認した後、故障判定を解除
し、正常であると判定する。
燃機関にかかる機関負荷状態によるB.P.F後のノックセ
ンサ信号出力の変化を第５図に示し、これを用いて説明
する。実線（Ｈ）は、ノックセンサ正常時のセンサ出力
最小値、破線（Ｉ）はノックセンサ故障時のセンサ出力
最大値、一点鎖線（Ｊ）は（Ｈ）と（Ｉ）の間に位置す
る。ノックセンサ故障判定しきい値Vfを示す。図中、負
荷PS〜PBの領域では、例えば、機関負荷が所定値になる
とオン・オフ動作するバルブのノイズなどによりノック
周波数と同帯域のノイズが発生し、B.P.Fでそのノイズ
は増幅され、この領域では、（Ｉ）は（Ｈ）より高いレ
ベルとなる。今、ノックセンサ１が断線状態であり、か
つエンジン負荷領域がRS以下、或いはPB以上では、B.P.
F後のノックセンサ出力が（Ｊ）以下である場合、ノッ
クセンサ故障状態であると判定する。その後、エンジン
負荷がPS〜PBの間に入ると、故障状態であるにもかかわ
らずノックセンサ出力がノックセンサ故障判定しきい値
Vfを超えてしまう。よって、この領域ではノックセンサ
１の正異常判定は実施せず、常に前回判定した結果を維
持し、その後、エンジン負荷がPS以下或いはPB以上の領
域で再度正異常判定を行う。また、ノックセンサ故障判
定後、正常に復帰した時は、高ノイズ発生領域外の所
で、ノックセンサ出力がノックセンサ故障判定しきい値
Vfより高出力であることを確認した後、故障判定を解除
し、正常であると判定する。
また、図には示さないが、エンジン回転数及び負荷の
二次元領域を求めることにより更に効果が得られる。
二次元領域を求めることにより更に効果が得られる。
以上述べたように本発明においては、ノックセンサの
出力信号のノイズレベルがノックセンサ故障判定しきい
値より高くなる機関運転領域ではノックセンサ故障判定
手段による故障から正常への判別結果の反転を禁止する
から、ノックセンサ出力信号のノイズレベルがしきい値
より高くなる運転領域でのノックセンサの故障から正常
判定への誤検出を防止することができて、広い範囲で精
度良くノックセンサの故障判定を行うことができるとい
う優れた効果がある。
出力信号のノイズレベルがノックセンサ故障判定しきい
値より高くなる機関運転領域ではノックセンサ故障判定
手段による故障から正常への判別結果の反転を禁止する
から、ノックセンサ出力信号のノイズレベルがしきい値
より高くなる運転領域でのノックセンサの故障から正常
判定への誤検出を防止することができて、広い範囲で精
度良くノックセンサの故障判定を行うことができるとい
う優れた効果がある。
第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明装置
の一実施例を示すブロック図、第３図は回転数−センサ
出力特性図、第４図は第２図図示装置の作動説明に供す
るフローチャート、第５図は負荷−センサ出力特性図で
ある。 １……ノックセンサ,2……ノック検出回路,3……エンジ
ン状態検出部,4……点火時期演算回路。
の一実施例を示すブロック図、第３図は回転数−センサ
出力特性図、第４図は第２図図示装置の作動説明に供す
るフローチャート、第５図は負荷−センサ出力特性図で
ある。 １……ノックセンサ,2……ノック検出回路,3……エンジ
ン状態検出部,4……点火時期演算回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｍ 15/00 (56)参考文献 特開 昭59−193335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−247867（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−33026（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関のノッキングによる振動を検出す
るノックセンサと、このノックセンサよりの出力により
ノックの有無を検出するノック検出手段と、このノック
検出手段によるノック有無の検出結果に応じて点火時期
を制御する点火時期制御手段と、前記ノックセンサの出
力信号を所定のノックセンサ故障判定しきい値と比較し
て、このしきい値よりノックセンサ出力信号の方が大き
いとノックセンサ正常と判別し、逆に小さいとノックセ
ンサ故障と判別するノックセンサ故障判別手段と、前記
ノックセンサの出力信号のノイズレベルが前記しきい値
より高くなる機関運転領域では前記ノックセンサ故障判
別手段による故障から正常への判別結果の反転を禁止す
る禁止手段とを備える内燃機関用点火時期制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22404288A JP2629876B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 内燃機関用点火時期制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22404288A JP2629876B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 内燃機関用点火時期制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0270981A JPH0270981A (ja) | 1990-03-09 |
| JP2629876B2 true JP2629876B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=16807685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22404288A Expired - Lifetime JP2629876B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 内燃機関用点火時期制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2629876B2 (ja) |
-
1988
- 1988-09-07 JP JP22404288A patent/JP2629876B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0270981A (ja) | 1990-03-09 |
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