JP2729324B2 - ノッキング制御装置 - Google Patents
ノッキング制御装置Info
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- JP2729324B2 JP2729324B2 JP5134390A JP5134390A JP2729324B2 JP 2729324 B2 JP2729324 B2 JP 2729324B2 JP 5134390 A JP5134390 A JP 5134390A JP 5134390 A JP5134390 A JP 5134390A JP 2729324 B2 JP2729324 B2 JP 2729324B2
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 エンジンのノック発生を検出して点火時期を制御する
ノッキング制御装置に関し、 ノック発生の有無を精度良く判定できるようにするこ
とを目的とし、 エンジンのノッキングを検出するノックセンサと、該
センサから得られるノッキング信号のピークを保持する
ピークホールド回路と、該ピークホールド回路の出力を
A/D変換するA/D変換器と、今回のA/D変換値と前回まで
の平均値とを比較し、今回のA/D変換値大のときは第１
の平均値を増加方向に更新し、また今回のA/D変換値小
のときは該第１の平均値を減少方向に更新する第１の平
均値計算手段と、今回のA/D変換値と前記第１の平均値
に所定値Ｋを掛けた値とを比較し、今回のA/D変換値小
のときは第２の平均値を該第１の平均値と同方向に更新
し、また今回のA/D変換値大のときは該第２の平均値を
減少方向に更新する第２の平均値計算手段と、前記第１
の平均値と前記第２の平均値との差を縮めるように点火
進角値を可変する進角値計算手段とを備えるよう構成す
る。
ノッキング制御装置に関し、 ノック発生の有無を精度良く判定できるようにするこ
とを目的とし、 エンジンのノッキングを検出するノックセンサと、該
センサから得られるノッキング信号のピークを保持する
ピークホールド回路と、該ピークホールド回路の出力を
A/D変換するA/D変換器と、今回のA/D変換値と前回まで
の平均値とを比較し、今回のA/D変換値大のときは第１
の平均値を増加方向に更新し、また今回のA/D変換値小
のときは該第１の平均値を減少方向に更新する第１の平
均値計算手段と、今回のA/D変換値と前記第１の平均値
に所定値Ｋを掛けた値とを比較し、今回のA/D変換値小
のときは第２の平均値を該第１の平均値と同方向に更新
し、また今回のA/D変換値大のときは該第２の平均値を
減少方向に更新する第２の平均値計算手段と、前記第１
の平均値と前記第２の平均値との差を縮めるように点火
進角値を可変する進角値計算手段とを備えるよう構成す
る。
本発明は、エンジンのノック発生を検出して点火時期
を制御するノッキング制御装置に関する。
を制御するノッキング制御装置に関する。
エンジンの点火時期を上死点より進角側に移すとトル
クを増大させることができるが、あまり進角側に移し過
ぎるとノック（ノッキング）が発生する。ノックは搭乗
フィーリングを悪化させるだけでなく、エンジン破損等
の原因にもなるので、点火進角はノック発生限界直前を
目標とするようにフィードバック制御するのが理想的で
ある。
クを増大させることができるが、あまり進角側に移し過
ぎるとノック（ノッキング）が発生する。ノックは搭乗
フィーリングを悪化させるだけでなく、エンジン破損等
の原因にもなるので、点火進角はノック発生限界直前を
目標とするようにフィードバック制御するのが理想的で
ある。
エンジンのノッキングは圧電素子等のノックセンサを
エンジンブロックに取付けて検出する。このセンサはエ
ンジンに発生するノック以外の振動（ノイズ）等も検出
するため、ノック制御処理ではノックとノイズを識別す
る必要がある。
エンジンブロックに取付けて検出する。このセンサはエ
ンジンに発生するノック以外の振動（ノイズ）等も検出
するため、ノック制御処理ではノックとノイズを識別す
る必要がある。
従来、ノックセンサの出力を平均化して定常的なノイ
ズレベル（バックグランド）を求め、これに所定値を掛
けた値をノイズ判別レベルとして使用する方法がある。
この方法ではノックセンサの瞬時またはピークホールド
出力をノイズ判別レベルと比較し、その大小関係で点火
進角を制御する。例えばセンサ出力がノイズ判別レベル
を越えたらノック発生と判定し、点火進角を減少する
（点火時期を遅くする）。
ズレベル（バックグランド）を求め、これに所定値を掛
けた値をノイズ判別レベルとして使用する方法がある。
この方法ではノックセンサの瞬時またはピークホールド
出力をノイズ判別レベルと比較し、その大小関係で点火
進角を制御する。例えばセンサ出力がノイズ判別レベル
を越えたらノック発生と判定し、点火進角を減少する
（点火時期を遅くする）。
従来のノック判別方法ではバックグランドに乗ずる所
定値を実験結果に基いて設定しているが、この値の設定
が適切でないとノック有りを無しと誤判定したり、ノッ
ク無しを有りと誤判定する欠点がある。
定値を実験結果に基いて設定しているが、この値の設定
が適切でないとノック有りを無しと誤判定したり、ノッ
ク無しを有りと誤判定する欠点がある。
本発明は厳密な所定値設定を要せずに精度良くノック
判別できるようにするものである。
判別できるようにするものである。
第１図は本発明の構成図で、101はノックセンサ、102
はセンサ出力の中からノック信号だけを通過させる中心
周波数7KHz程度のバンドパスフィルタ（BPF）、103はノ
ック信号のピークを検出して保持するピークホールド回
路、104はピーク電圧VPをA/D変換するA/D変換器、105は
点火制御用のコンピュータである。
はセンサ出力の中からノック信号だけを通過させる中心
周波数7KHz程度のバンドパスフィルタ（BPF）、103はノ
ック信号のピークを検出して保持するピークホールド回
路、104はピーク電圧VPをA/D変換するA/D変換器、105は
点火制御用のコンピュータである。
このコンピュータ105はプログラムにより構成された
演算処理手段、つまり今回のA/D変換値と前回までの平
均値とを比較し、今回のA/D変換値大のときは第１の平
均値を増加方向に更新し、また今回のA/D変換値小のと
きは該第１の平均値を減少方向に更新する第１の平均値
計算手段と、今回のA/D変換値と前記第１の平均値に所
定値Ｋを掛けた値とを比較し、今回のA/D変換値小のと
きは第２の平均値を該第１の平均値と同方向に更新し、
また今回のA/D変換値大のときは該第２の平均値を減少
方向に更新する第２の平均値計算手段と、前記第１の平
均値と前記第２の平均値との差を縮めるように点火進角
値を可変する進角値計算手段とを備える。
演算処理手段、つまり今回のA/D変換値と前回までの平
均値とを比較し、今回のA/D変換値大のときは第１の平
均値を増加方向に更新し、また今回のA/D変換値小のと
きは該第１の平均値を減少方向に更新する第１の平均値
計算手段と、今回のA/D変換値と前記第１の平均値に所
定値Ｋを掛けた値とを比較し、今回のA/D変換値小のと
きは第２の平均値を該第１の平均値と同方向に更新し、
また今回のA/D変換値大のときは該第２の平均値を減少
方向に更新する第２の平均値計算手段と、前記第１の平
均値と前記第２の平均値との差を縮めるように点火進角
値を可変する進角値計算手段とを備える。
第２図は動作波形図である。４気筒エンジンの場合、
♯１→♯３→♯４→♯２→♯１の気筒順にTDC（上死
点）が到来する。トルクを増大するため点火はTDCより
進角側で行われる。ノックは一般にTDCより遅角側で発
生するので、コンピュータ105はピークホールド回路103
の出力VPが安定したタイミングでA/D変換器104のA/D値
を取込み、その直後に次の取込みに備えてピークホール
ド値をリセットする。
♯１→♯３→♯４→♯２→♯１の気筒順にTDC（上死
点）が到来する。トルクを増大するため点火はTDCより
進角側で行われる。ノックは一般にTDCより遅角側で発
生するので、コンピュータ105はピークホールド回路103
の出力VPが安定したタイミングでA/D変換器104のA/D値
を取込み、その直後に次の取込みに備えてピークホール
ド値をリセットする。
コンピュータ105内では２種類の平均値LK1,LK2を演算
して点火時期の制御を行う。
して点火時期の制御を行う。
第１の平均値LK1はA/D変換値VPの大きさに応じて変化
する。
する。
つまり VPi＞LK1i-1のときはLK1i＝LK1i-1＋ａ に増加し VPi＜LK1i-1のときはLK1i＝LK1i-1−ａ に減少する。この増減値ａは例えば１である。この平均
値LK1はノイズだけの場合には小さく、ノックが発生す
ると大きくなる。
値LK1はノイズだけの場合には小さく、ノックが発生す
ると大きくなる。
第２の平均値LK2は、VPi＜Ｋ＊LK1iのときは第１の平
均値LK1と同じ変化をするが、VPi＞Ｋ＊LK1のときは第
１の平均値LK1から離れるように変化する（例えば減少
する）。所定値Ｋは例えば1.5であり、後者の条件で大
きなノックが発生した場合に成立する。
均値LK1と同じ変化をするが、VPi＞Ｋ＊LK1のときは第
１の平均値LK1から離れるように変化する（例えば減少
する）。所定値Ｋは例えば1.5であり、後者の条件で大
きなノックが発生した場合に成立する。
第３図はVPの値と発生頻度との関係を示している。同
図に実線で示すように、ノックなしの場合は正規分布と
なる。これに対しノック有りの場合は分布中心が右側
（VP大の方向）へずれ、破線で示すように正規分布では
なくなる。
図に実線で示すように、ノックなしの場合は正規分布と
なる。これに対しノック有りの場合は分布中心が右側
（VP大の方向）へずれ、破線で示すように正規分布では
なくなる。
第１の平均値LK1はいずれの場合でも分布中心とな
る。これに対し、VPi＞1.5＊LK1iのときに第２の平均値
LK2を第１の平均値LK1とは逆に減少させるようにする
と、LK2についてはノック有りの分布特性右端のＮ部
（ノッキング部）があたかも左端のＮ′部にあるように
扱われる。一例として VPi＞1.5＊LK1iのときLK2i＝LK2i-1−１ 1.5＊LK1i≧VPi＞LK1iのときLK2i＝LK2i-1＋１ VP1≦LK1iのときLK2i＝LK2i-1−１ とする。
る。これに対し、VPi＞1.5＊LK1iのときに第２の平均値
LK2を第１の平均値LK1とは逆に減少させるようにする
と、LK2についてはノック有りの分布特性右端のＮ部
（ノッキング部）があたかも左端のＮ′部にあるように
扱われる。一例として VPi＞1.5＊LK1iのときLK2i＝LK2i-1−１ 1.5＊LK1i≧VPi＞LK1iのときLK2i＝LK2i-1＋１ VP1≦LK1iのときLK2i＝LK2i-1−１ とする。
このようにすると、ノック無しの場合は第４図（ａ）
のようにLK1とLK2は頻度分布的に互いに概略同じ範囲内
（分布中心付近）で一致しているが、ノックありの場合
は同図（ｂ）のようにLK1とLK2は頻度分布的に互いに逆
の方向に動くため、両者に差が生ずる。点火制御ではこ
の差をノッキング発生とみなし、これを縮めるように点
火進角値を減少させる（遅らせる）ことで、ノック発生
を防止できる。尚、「頻度分布的に」とは、LK1,LK2の
値を１点１点見るとノック無しでも計算式によっては一
時的に離れることもあるが、全体として巨視的（頻度分
布的）に見れば同じ範囲内で分布点が集中している、ノ
ック有りの場合はその分布点が互いに離れる、という意
味を指す。
のようにLK1とLK2は頻度分布的に互いに概略同じ範囲内
（分布中心付近）で一致しているが、ノックありの場合
は同図（ｂ）のようにLK1とLK2は頻度分布的に互いに逆
の方向に動くため、両者に差が生ずる。点火制御ではこ
の差をノッキング発生とみなし、これを縮めるように点
火進角値を減少させる（遅らせる）ことで、ノック発生
を防止できる。尚、「頻度分布的に」とは、LK1,LK2の
値を１点１点見るとノック無しでも計算式によっては一
時的に離れることもあるが、全体として巨視的（頻度分
布的）に見れば同じ範囲内で分布点が集中している、ノ
ック有りの場合はその分布点が互いに離れる、という意
味を指す。
第５図はエンジンシステムの一例を示している。図
中、１はエンジンで、その付近にスパークプラグ２とイ
ンジェクタ３が配置される。このエンジン１の吸気系か
ら排気系にかけて吸気温センサ４、スロットルポジショ
ンセンサ５、バキュームセンサ６、クランク角センサ
７、水温センサ８、O2センサ９、排気温センサ10等が配
置される。
中、１はエンジンで、その付近にスパークプラグ２とイ
ンジェクタ３が配置される。このエンジン１の吸気系か
ら排気系にかけて吸気温センサ４、スロットルポジショ
ンセンサ５、バキュームセンサ６、クランク角センサ
７、水温センサ８、O2センサ９、排気温センサ10等が配
置される。
11はスパークプラグ２の点火制御とインジェクタ３の
噴射制御を行うエンジン・コントロール・コンピュータ
で、その入力には上述したセンサ４〜10の他に車速セン
サ12、ニュートラル・スタート・スイッチ（A/T車の場
合）13、エアコン（A/C）14、スタータ15、バッテリ16
等がある。
噴射制御を行うエンジン・コントロール・コンピュータ
で、その入力には上述したセンサ４〜10の他に車速セン
サ12、ニュートラル・スタート・スイッチ（A/T車の場
合）13、エアコン（A/C）14、スタータ15、バッテリ16
等がある。
このコンピュータ11はイグナイタ17を通してスパーク
プラグ２を制御する。この他に排気温が異常に上昇した
ら排気温警告ランプ18を点灯し、またアイドル回転数を
安定させるために、スロットル19を迂回するアイドル回
転数制御用バルブ20の開度を制御する。燃料ポンプ21を
駆動するためにサーキット・オープニング・リレー22に
通電するのも制御内容の１つである。
プラグ２を制御する。この他に排気温が異常に上昇した
ら排気温警告ランプ18を点灯し、またアイドル回転数を
安定させるために、スロットル19を迂回するアイドル回
転数制御用バルブ20の開度を制御する。燃料ポンプ21を
駆動するためにサーキット・オープニング・リレー22に
通電するのも制御内容の１つである。
このシステムにノックセンサ101を追加し、コンピュ
ータ11は前述したノック制御を行う。
ータ11は前述したノック制御を行う。
第６図は第５図のエンジン制御系をブロック化して示
したものである。コンピュータ11はCPU31を中心にアナ
ログ入力用のインタフェース32とデジタル入力用のイン
タフェース33を備え、インタフェース32で取り込んだ信
号はA/Dコンバータ34でデジタル化してCPU31に入力す
る。
したものである。コンピュータ11はCPU31を中心にアナ
ログ入力用のインタフェース32とデジタル入力用のイン
タフェース33を備え、インタフェース32で取り込んだ信
号はA/Dコンバータ34でデジタル化してCPU31に入力す
る。
CPU31はメモリ35を備え、定電圧電源36で動作する。3
7は排気温センサ10の出力から排気温が異常値に上昇し
たか否かを検出する回路、38は該異常値に達したとき排
気温ランプ18を点灯させる駆動回路、39はインジェクタ
３、リレー22、バルブ20、イグナイタ17を制御する各信
号の出力インタフェースである。インジェクタ３の数は
気筒数に対応し、６気筒では♯１〜♯６の６本である。
7は排気温センサ10の出力から排気温が異常値に上昇し
たか否かを検出する回路、38は該異常値に達したとき排
気温ランプ18を点灯させる駆動回路、39はインジェクタ
３、リレー22、バルブ20、イグナイタ17を制御する各信
号の出力インタフェースである。インジェクタ３の数は
気筒数に対応し、６気筒では♯１〜♯６の６本である。
第１図のコンピュータ105はエンジンコントロール・
コンピュータ11と考えることができ、この場合はA/D変
換器104は内蔵のもの（34）を使用できる。
コンピュータ11と考えることができ、この場合はA/D変
換器104は内蔵のもの（34）を使用できる。
第７図は本発明の処理を示すフローチャートである。
この処理はピークホールド値VPのA/Dタイミング毎に起
動され、LK1計算Ａ、LK2計算Ｂ、進角値計算Ｃの順に実
行される。
この処理はピークホールド値VPのA/Dタイミング毎に起
動され、LK1計算Ａ、LK2計算Ｂ、進角値計算Ｃの順に実
行される。
LK1計算ＡはステップS1〜S3からなる。ステップS1は
今回A/D変換したピーク値VPiを前回までの平均値LK1i-1
と比較する処理である。ここでVPi＞LK1i-1と判定され
たらステップS2でLK1iをインクリメントし、VPi＜LK1
i-1と判定されたらステップS3でLKiをデクリメントす
る。
今回A/D変換したピーク値VPiを前回までの平均値LK1i-1
と比較する処理である。ここでVPi＞LK1i-1と判定され
たらステップS2でLK1iをインクリメントし、VPi＜LK1
i-1と判定されたらステップS3でLKiをデクリメントす
る。
LK2計算ＢはステップS4〜S7からなる。ステップS4で
は今回のピーク値VPiを、今回の第１の平均値LK1iに所
定値Ｋ（例えば1.5）を乗じた値（Ｋ＊LK1i）と比較
し、VPiが大きければ前述したＮ部であるので、ステッ
プS7で第２の平均値LK2iをデクリメントする。ステップ
S4でVPiが小さいと判定されたらステップS5でLK1iと比
較し、VPi大であればLK2iをインクリメントする。しか
し、ステップS5でVPi小であればステップS7でLK2iをデ
クリメントする。このステップS5からステップS6または
S7への流れはLK1と同じである。LK2特有の処理はステッ
プS4からステップS7への流れである。これらのフローに
よれば、ノックがほとんどない場合、LK1とLK2の求め方
は同じ要領であるため、同じ範囲に位置する、例えばノ
ックがほとんどなく、VPiがLK1の前後で微動作している
場合はLK1も同じように追従する。LK2もLK1と同様で、
両者共分布中心付近に位置する。ところが大きいノック
が発生し、VPiがＫ＊LK1iよりも大きいとLK1は右方向
に、LK2は左方向に移動する。以上の説明はLK1,LK2の値
１つ１つではなく、頻度分布としての動きを示したもの
である。
は今回のピーク値VPiを、今回の第１の平均値LK1iに所
定値Ｋ（例えば1.5）を乗じた値（Ｋ＊LK1i）と比較
し、VPiが大きければ前述したＮ部であるので、ステッ
プS7で第２の平均値LK2iをデクリメントする。ステップ
S4でVPiが小さいと判定されたらステップS5でLK1iと比
較し、VPi大であればLK2iをインクリメントする。しか
し、ステップS5でVPi小であればステップS7でLK2iをデ
クリメントする。このステップS5からステップS6または
S7への流れはLK1と同じである。LK2特有の処理はステッ
プS4からステップS7への流れである。これらのフローに
よれば、ノックがほとんどない場合、LK1とLK2の求め方
は同じ要領であるため、同じ範囲に位置する、例えばノ
ックがほとんどなく、VPiがLK1の前後で微動作している
場合はLK1も同じように追従する。LK2もLK1と同様で、
両者共分布中心付近に位置する。ところが大きいノック
が発生し、VPiがＫ＊LK1iよりも大きいとLK1は右方向
に、LK2は左方向に移動する。以上の説明はLK1,LK2の値
１つ１つではなく、頻度分布としての動きを示したもの
である。
尚、Ｋの値を1.5としているが、これは車両実験によ
り、ノックが発生している時のVPiの値に基づくもの
で、車両の種類によってはこれに限るものではない。
り、ノックが発生している時のVPiの値に基づくもの
で、車両の種類によってはこれに限るものではない。
進角値計算ＣはステップS8,S9からなる。ステップS8
は基本進角値BASEの計算である。これは回転数NEと吸気
管負圧PMからマップ計算するのが一般的である。ステッ
プS9は最終進角値THTの計算である。これには以下の様
な様々な方法がある。
は基本進角値BASEの計算である。これは回転数NEと吸気
管負圧PMからマップ計算するのが一般的である。ステッ
プS9は最終進角値THTの計算である。これには以下の様
な様々な方法がある。
第７図のステップS9では式を用いている。
尚、VPi＞Ｋ＊LK1iでLK2をLK1よりも大きく増加させ
ることで、ノック発生時にLK1,LK2間に差をつける方法
も考えられる。
ることで、ノック発生時にLK1,LK2間に差をつける方法
も考えられる。
以上述べたように本発明によれば、ノック発生時に差
が広がる２種類の平均値を用いてノック発生の有無を判
別するので。従来のようにノック判別レベルを設定する
方法より判別精度が高く、誤動作の少ないノック制御を
行うことができる。
が広がる２種類の平均値を用いてノック発生の有無を判
別するので。従来のようにノック判別レベルを設定する
方法より判別精度が高く、誤動作の少ないノック制御を
行うことができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の構成図、 第２図は第１図の動作波形図、 第３図はVP発生頻度の説明図、 第４図は本発明の動作説明図、 第５図はエンジンシステムの構成図、 第６図はエンベロープ制御系のブロック図、 第７図は本発明の実施例のフローチャートである。 図中、101はノックセンサ、103はピークホールド回路、
104はA/D変換器、105はマイクロコンピュータ、Ａは第
１の平均値（LK1）計算手段、Ｂは第２の平均値（LK2）
計算手段、Ｃは進角値計算手段である。
104はA/D変換器、105はマイクロコンピュータ、Ａは第
１の平均値（LK1）計算手段、Ｂは第２の平均値（LK2）
計算手段、Ｃは進角値計算手段である。
Claims (1)
- 【請求項１】エンジンのノッキングを検出するノックセ
ンサ（101）と、 該センサから得られるノッキング信号のピークを保持す
るピークホールド回路（103）と、 該ピークホールド回路の出力をA/D変換するA/D変換器
（104）と、 今回のA/D変換値（VPi）と前回までの平均値（LK1i-1）
とを比較し、今回のA/D変換値大（VPi＞LK1i-1）のとき
は第１の平均値（LK1i）を増加方向に更新し、また今回
のA/D変換値小（VPi＜LK1i-1）のときは該第１の平均値
を減少方向に更新する第１の平均値計算手段（Ａ）と、 今回のA/D変換値（VPi）と、前記第１の平均値（LK1i）
に所定値Ｋを掛けた値（Ｋ・LK1i）及び前記第１の平均
値（LK1i）とを比較し、今回のA/D変換値小（VPi＜Ｋ・
LK1i）であって且つA/D変換値（VPi）が前記第１の平均
値（LK1i）よりも大きいとき、第２の平均値（LK2i）を
増加方向に更新し、また今回のA/D変換値小（VPi＜Ｋ・
LK1i）であって且つA/D変換値（VPi）が前記第１の平均
値（LK1i）よりも小さいとき、及び今回のA/D変換値大
（VPi＞Ｋ・LK1i）のときは該第２の平均値を減少方向
に更新する第２の平均値計算手段（Ｂ）と、 前記第１の平均値と前記第２の平均値との差を縮めるよ
うに点火進角値を可変する進角値計算手段（Ｃ）とを備
えてなることを特徴とするノッキング制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134390A JP2729324B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | ノッキング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134390A JP2729324B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | ノッキング制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03253751A JPH03253751A (ja) | 1991-11-12 |
| JP2729324B2 true JP2729324B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=12884287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5134390A Expired - Fee Related JP2729324B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | ノッキング制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2729324B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002364446A (ja) * | 2001-06-05 | 2002-12-18 | Toyota Motor Corp | 内燃機関用ノッキング検出装置 |
-
1990
- 1990-03-02 JP JP5134390A patent/JP2729324B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03253751A (ja) | 1991-11-12 |
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