JP2712610B2 - ノック制御装置 - Google Patents

ノック制御装置

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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、エンジンの燃焼時に発生するノックを検出
してエンジンの出力を制御するノック制御装置に関し、
特にノック判定レベルの設定に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、ノックセンサからのノック信号Vとノック信号
Vにより求められたバックグランドレベルVMEANを定数
倍したノック判定レベルVLEVとに応じてエンジンの出
力を制御するノック制御装置がある。
このようにノック制御装置におては、ノック発生時に
はノック信号Vが上昇するため、バックグランドレベル
MEANも上昇する。したがって、ノック判定レベルV
LEVが上昇してしまうため、ノック発生の検出精度が低
下するという問題点があった。そこで、ノック判定レベ
ルVLEVより大きなノック信号Vは、ノック判定レベル
LEVにノック信号Vを置換してバックグランドレベル
MEANを求めることにより、バックグランドレベルV
MEANの上昇を抑制して、ノック発生の検出精度の低下を
防止する装置が開示されている(例えば、特開昭61-847
2号公報)。
〔発明が解決しようとする課題〕
過渡状態においては、正常燃焼であってもノック信号
Vは定常状態におけるノック発生の場合のノック信号V
と同様にノック判定レベルVLEVより大きな信号であ
る。よって、前述のような装置においては過渡状態にお
ける正常燃焼の場合にもバックグランドレベルVMEAN
上昇が抑制される。したがって、過渡状態においてノッ
ク判定レベルVLEVの追従が遅れてしまいノック発生の
誤検出をまねくという問題点がある。
本発明は、前述のような問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的とするところは、過渡状態
におけるノック発生の誤検出を防止する装置を提供する
ことにある。
〔課題を解決するための手段〕
そこで本発明は、エンジンのノックを検出するノック
検出手段と、 このノック検出手段から出力されるノック信号に応じ
てノック判定レベルを設定する設定手段と、 前記ノック信号と前記ノック判定レベルとに応じて、
ノックが所定の大きさとなるように前記エンジンの出力
を制御する制御手段と、 前記ノック信号またはこのノック信号の代表値が所定
値より大きい場合、前記設定手段で設定されるノック判
定レベルの上昇を抑制する抑制手段と、 前記エンジンが過渡状態である場合、前記抑制手段に
よるノック判定レベルの抑制を禁止する禁止手段と を備えるノック制御装置をその要旨としている。
また、前記抑制手段において、 前記所定値は前記ノック判定レベルより小さいように
すると好ましい。
〔作用〕
以上の構成におり、設定手段でノック信号に応じてノ
ック判定レベルが設定される。そして、この設定された
ノック判定レベルとノック信号とに応じて制御手段によ
りエンジンの出力が制御される。
一方、ノック信号またはこのノック信号の代表値が所
定値以上の場合は抑制手段によりノック判定レベルの上
昇が抑制される。
さらに、エンジンが過渡状態である場合は禁止手段に
より抑制手段によるノック判定レベルの上昇の抑制が禁
止される。
〔実施例〕
本発明は第2図のように構成される一実施例に基づい
て説明する。
第2図において、1は4気筒4サイクルエンジン(エ
ンジン)であり、吸入空気が図示しないエアクリーナ,
エアフロメータを通って吸気管2よりエンジン1へ供給
される。そして、エンジン1へ供給される吸入空気量は
スロットル弁3により調節される。4はエンジン1の基
準クランク角度(例えば、上死点)を検出するための基
準角センサ4aとエンジン1の一定クランク角度毎に出力
信号を発生するクランク角センサ4bとを内蔵したディス
トリビュータである。
5はエンジン1のノッキング現象に対応したエンジン
ブロックの振動を圧電素子式(ピエゾ素子式),電磁式
(マグネット,コイル)等によって検出するノック検出
手段としてのノックセンサ、6はエンジン1の冷却水温
に応じた信号を発生する水温センサである。そして、7
は後述する電子制御装置(ECU)9からの制御信号に基
づいて、吸気マニホールドへ燃料を噴射するためのイン
ジェクタである。
8はノックセンサ5からの出力信号のうちノック周波
数成分のみを選別して取り出すためのフィルタ部であ
り、第3図に示すようにフィルタ回路8a,増幅回路8bに
より構成されている。
ECU9は周知のとおり、種々の演算を行うセントラル・
プロセッシング・ユニット(CPU)9a、制御プログラム
等を記憶しているリード・オンリ・メモリ(ROM)9b、
演算データ等を一時的に記憶する書き込み,読み出し可
能なランダム・アクセス・メモリ(RAM)9c、アナログ
信号をディジタル信号へ変換するアナログ・ディジタル
・コンバータ(ADC)9d、前記各種センサからのセンサ
信号をECU9に取り込むための入力ポート9e、前記各種ア
クチュエータへ制御信号を出力するための出力ポート9
f、これらを相互に接続するバス9gにより構成されてい
る。
そして、ECU9は前記各種センサからの信号に応じて点
火時期,燃料噴射量等を制御する。
次に、ECU9におけるノック発生検出の処理を第4図に
示すフローチャートに基づいて説明する。
ここで、ノックは燃焼区間のみで発生するためノイズ
によるノックの誤検出を防止するために点火出力後の一
定期間(ノック判定期間)のみノック判定を行う。
まず、ステップ101でノック判定期間開始か否かを判
定する。ノック判定期間開始でない場合は処理を終了す
る。
また、ステップ101でノック判定期間の場合は、ステ
ップ102,ステップ103によりノック判定を行う。詳しく
は、ノック判定期間内にノックセンサ5からのノック信
号VをADC9dでAD変換したAD変換値VADがノック判定レ
ベルVLEVより大きい回数をカウントする。ステップ102
によりAD変換値VADがノック判定レベルVLEVより大き
いか否かを判定する。ここで、ノック判定レベルVLEV
は、ノック判定期間におけるノック信号の代表値V
(i)をなまし平均したバックグランドレベルV
MEAN(i)を所定値K倍した値である。添字iは気筒に
対応するものであり、代表値V(i),バックグランド
レベルVMEAN(i)ともに各気筒別に設定される。
ステップ102でAD変換値VADがノック判定レベルVLEV
より大きい場合は、ステップ103でノック判定区間内にA
D変換値VADがノック判定レベルVLEVより大きい回数を
カウントするカウンターCに1を加算する。
続く、ステップ104にてAD変換値VADのノック判定期
間内における平均値VMADを求める。詳しくは前回の処
理までの平均値VMADと今回の処理におけるAD変換値V
ADとを1/16なまし平均して平均値VMADを求める。
そして、ステップ105でノック判定期間終了か否かを
判定する。ノック判定期間終了でない場合は前述のステ
ップ102〜ステップ104の処理を再度行う。
また、ステップ105でノック判定期間終了の場合はス
テップ106で本点火気筒における代表値V(i)として
平均値VMADを設定する。
次にステップ107でステップ106により設定された代表
値V(i)が所定レベルより大きいか否かを判定する。
ここで、所定レベルはバックグランドレベルV
MEAN(i)を所定値a倍した値である。また、所定値a
は正の値であり、前述の所定値Kよりも小さな値であ
る。そして、代表値V(i)が所定レベルより小さい場
合はステップ110へ進む。
一方、ステップ107で代表値V(i)が所定レベルよ
り大きい場合は禁止手段としてのステップ108で過渡状
態か否かを判定する。ここで、過渡状態はエンジン回転
数の変化率,スロットル開度の変化率等により判定する
ことができる。そして、過渡状態である場合はステップ
110へ進む。
また、ステップ108で過渡状態でない場合、即ち、正
常状態の場合は抑制手段であるステップ109でバックグ
ランドレベルVMEAN(i)の上昇を抑制するためにV
(i)を前回の処理までに設定された今回の処理の気筒
に対応するバックグランドレベルVMEAN(i)に再設定
する。
そして、ステップ110で前回の処理までに設定された
今回の処理の気筒に対応するバックグランドレベルV
MEAN(i)と、今回の処理における代表値V(i)との
1/4なまし平均をすることにより、バックグランドレベ
ルVMEAN(i)を設定する。
最後にステップ112〜ステップ114でノック発生を検出
する。まず、ステップ112でカウンクCが所定値N以上
か否かを判定する。カウンクCが所定値N以上の場合
は、ノックが発生していると判断してステップ113でノ
ックの発生状態を示すノックフラグFKをセット(FK
1)する。一方、カウンクCが所定値N以下の場合は、
ノックが発生していないと判断してステップ114でノッ
クフラグFKをリセット(FK=0)する。
以上によりノック発生検出の処理を終了する。
そして、ノックの発生状態に基づくECU9における点火
時期制御を第5図に示すフローチャートにより説明す
る。
以下の処理は外部割り込みにより開始するものであ
り、例えば各気筒毎BTDC60℃Aのタイミングにより開始
される。
まず、ステップ201でノックの発生状態を検出する。
ノックフラグFKが0、即ちノックが発生していない場
合はステップ202により遅角値θDをθ1(例えば0.2℃
A)だけ減算する。
また、ステップ201でノックフラグFKが1、即ちノッ
クが発生している場合は、ステップ203により遅角値θD
にカウンタCとθ2(例えば0.3℃A)との乗算値を加算
する。
そして、ステップ204により制御進角値θAを基本進角
値θから遅角値θD減算した値に設定する。さらに、ス
テップ205でステップ204により設定された制御進角値θ
Aを時間に変換する。
最後にステップ206でステップ205で変換された制御進
角値θAに対応する時間を点火信号として出力する。
以上のノック発生検出処理により、代表値V(i)が
所定レベルより大きい場合において、過渡状態でない場
合、即ち、定常状態の場合のみバックグランドレベルV
MEAN(i)の更新を禁止する。したがって、ノックの発
生等の異常燃焼に伴って代表値V(i)が上昇するのを
検出することにより、バックグランドレベルV
MEAN(i)の上昇、即ち、ノック判定レベルVLEVの上
昇が制御され、また、過渡状態におけるノック判定レベ
ルVLEVの上昇の追従遅れを防止することができる。し
たがって、ノック判定の検出精度が向上する。
本実施例においては、代表値V(i)としてノック判
定期間におけるノック信号VのAD変換値VADの平均値V
MADとしたが、第4図のステップ104のかわりに、第5図
に示すようにフィルタ8にピークホールド回路8cを設け
て、代表値V(i)としてノッキング判定区間における
ノック信号Vのピーク値Vpeakとしても、本発明に適用
可能である。
また、本実施例では、ノッキング発生時にノック判定
レベルVLEVが上昇するのを抑制するために、第4図の
ステップ109にて代表値V(i)をバックグランドレベ
ルVMEAN(i)に再設定することにより、ステップ110
により設定されるバックグランドレベルVMEAN(i)の
上昇を抑制しているが、第4図のステップ109のかわり
に、第7図のステップ120に示すように代表値V(i)
をカウンタCで割った値を代表値V(i)として再設定
するようにしても、代表値V(i)はカウンクCが大き
い程、即ちノック強度が大きい程、小さな値となるた
め、バックグランドレベルVMAEN(i)の上昇を抑制す
ることできる。
さらに、本実施例ではノックの発生状態に応じて点火
時期を調節することによりエンジン出力を制御してノッ
クが所定の大きさとなるようにしているが、ノックの発
生状態に応じて空燃比,過給圧等を調節することによっ
てノックを所定の大きさとなるように制御することもで
きる。
また、第4図のステップ107〜ステップ108のかわり
に、第8図に示すステップ130〜ステップ132の処理を行
うようにしてもよい。つまり、ステップ130でエンジン
が過渡状態であるか否かを検出する。検出方法としては
第4図のステップ108と同様である。そして、エンジン
が過渡状態である場合は、ステップ131で代表値V
(i)に所定値αを加算した値を代表値V(i)に再設
定する。また、エンジンが過渡状態でない場合は、ステ
ップ132で代表値V(i)が所定レベルより大きいか否
かを判定し、代表値V(i)が所定レベルより大きい場
合は、ステップ109で代表値V(i)を前回の処理まで
に設定されている今回の処理に対応する点火気筒におけ
るバックグランドレベルVMEAN(i)に再設定する。以
上の処理により、エンジンが過渡状態にある場合は、代
表値V(i)に所定値αを加算した値を代表値V(i)
に再設定することにより、過渡状態におけるノック判定
レベルVLEVの追従性が向上する。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明は、ノック信号またはこの
ノック信号の代表値が所定レベルより大きい場合におい
て、定常状態の場合のみノック判定レベルを抑制するた
め、過渡状態におけるノック判定レベルの上昇に追従す
ることが可能であるため、過渡状態におけるノック発生
の検出精度が向上するという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はクレーム対応図、第2図は本発明を適応した一
実施例の構成図、第3図は前記実施例のフィルタ8の構
成図、第4図は前記実施例におけるノック発生検出の作
用説明に供するフローチャート、第5図は前記実施例に
おける点火時期制御の作用説明に供するフローチャー
ト、第6図は他の実施例のフィルタ8の構成図、第7図
は他の実施例におけるノック発生検出の作用説明に供す
るフローチャート、第8図は2つめの他の実施例におけ
るノック発生検出の作用説明に供するフローチャートで
ある。 5……ノック検出手段、9……電子制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−216058(JP,A) 特開 昭63−243458(JP,A) 特開 昭61−279759(JP,A) 特開 昭64−41667(JP,A) 特開 昭63−253176(JP,A) 特開 平1−196522(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンのノックを検出するノック検出手
    段と、 このノック検出手段から出力されるノック信号に応じて
    ノック判定レベルを設定する設定手段と、 前記ノック信号と前記ノック判定レベルとに応じて、ノ
    ックが所定の大きさになるように前記エンジンの出力を
    制御する制御手段と、 前記ノック信号またはこのノック信号の代表値が所定値
    より大きい場合、前記設定手段で設定されるノック判定
    レベルの上昇を抑制する抑制手段と、 前記エンジンが過渡状態である場合、前記抑制手段によ
    るノック判定レベルの抑制を禁止する禁止手段と 備えることを特徴とするノック制御装置。
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