JP2948828B2 - エンジンのノック検出装置 - Google Patents
エンジンのノック検出装置Info
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- JP2948828B2 JP2948828B2 JP1095690A JP9569089A JP2948828B2 JP 2948828 B2 JP2948828 B2 JP 2948828B2 JP 1095690 A JP1095690 A JP 1095690A JP 9569089 A JP9569089 A JP 9569089A JP 2948828 B2 JP2948828 B2 JP 2948828B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
- G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
- G01L23/225—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines circuit arrangements therefor
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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、ノックセンサの出力波形を直接デジタルデ
ータに変換し、ノッキングを検出するエンジンのノック
検出装置に関する。
ータに変換し、ノッキングを検出するエンジンのノック
検出装置に関する。
［従来の技術］ 最近では、エンジンの異常燃焼による初期ノックをノ
ックセンサにより検出し、点火時期を制御してノック発
生を回避する技術が広く採用されている。これにより、
ノック限界での点火時期制御が可能となり、エンジンの
出力性能を大きく向上させることができるようになっ
た。
ックセンサにより検出し、点火時期を制御してノック発
生を回避する技術が広く採用されている。これにより、
ノック限界での点火時期制御が可能となり、エンジンの
出力性能を大きく向上させることができるようになっ
た。
上記ノックセンサは、混合気の異常燃焼による異常燃
焼圧力振動あるいはシリンダブロックなどに伝達する機
械的振動を検出し、その振動波形を電気信号として出力
する。
焼圧力振動あるいはシリンダブロックなどに伝達する機
械的振動を検出し、その振動波形を電気信号として出力
する。
上記ノックセンサによるノック発生の判定は、例え
ば、特開昭58−30477号公報、特開昭61−8472号公報に
開示されているように、上記ノックセンサからの信号を
フィルタ回路を通して帯域制限することによりノック成
分を選択してピークホールド回路により波形のピーク値
を保持し、このピーク値をアナログ／デジタル変換す
る。そして、アナログ／デジタル変換されたピーク値の
平均値をマイクロコンピュータなどによって演算し、所
定のノック判定レベルと比較して、ノック発生の有無を
判定する。
ば、特開昭58−30477号公報、特開昭61−8472号公報に
開示されているように、上記ノックセンサからの信号を
フィルタ回路を通して帯域制限することによりノック成
分を選択してピークホールド回路により波形のピーク値
を保持し、このピーク値をアナログ／デジタル変換す
る。そして、アナログ／デジタル変換されたピーク値の
平均値をマイクロコンピュータなどによって演算し、所
定のノック判定レベルと比較して、ノック発生の有無を
判定する。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記先行例における上記フィルタ回
路、ピークホールド回路などのアナログ回路において
は、使用される抵抗、コンデンサなどの回路素子にそれ
ぞれ許容誤差があり、回路定数による誤差が避けられな
い。この回路定数を正確に設定するには、個々に調整す
るなど多大な工数を要し、上記アナログ回路に使用され
る回路素子の部品点数の多さともあいまってコスト上昇
の原因となっていた。
路、ピークホールド回路などのアナログ回路において
は、使用される抵抗、コンデンサなどの回路素子にそれ
ぞれ許容誤差があり、回路定数による誤差が避けられな
い。この回路定数を正確に設定するには、個々に調整す
るなど多大な工数を要し、上記アナログ回路に使用され
る回路素子の部品点数の多さともあいまってコスト上昇
の原因となっていた。
さらに、上記回路素子は経年変化により劣化し、回路
特性に変化を生じさせる。従って、ノックセンサからの
信号をアナログ回路により波形処理する際に、経年変化
により信頼性が低下する。
特性に変化を生じさせる。従って、ノックセンサからの
信号をアナログ回路により波形処理する際に、経年変化
により信頼性が低下する。
このため、上記アナログ回路を介せずに上記ノックセ
ンサからの信号を処理してノック発生の有無を判定しよ
うとすると、上記ノックセンサからの振動波形が忠実に
デジタルデータに変換できるよう高速に処理する必要が
有り、ノック検出処理を実行する際に、負荷が増大する
と言う問題があった。
ンサからの信号を処理してノック発生の有無を判定しよ
うとすると、上記ノックセンサからの振動波形が忠実に
デジタルデータに変換できるよう高速に処理する必要が
有り、ノック検出処理を実行する際に、負荷が増大する
と言う問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ノック
センサから出力される振動波形をアナログ回路に依存す
ることなく高速に処理し、しかも構成部品の削減を図る
ことができて安価に構成することができるエンジンのノ
ック検出装置を提供することを目的としている。
センサから出力される振動波形をアナログ回路に依存す
ることなく高速に処理し、しかも構成部品の削減を図る
ことができて安価に構成することができるエンジンのノ
ック検出装置を提供することを目的としている。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、ノックセンサか
ら出力される振動波形からノック発生を検出するための
ノックレベルを算出し、該ノックレベルとノック判定の
比較レベルであるノック判定レベルとを比較することで
ノック検出を行うエンジンのノック検出装置において、
上記ノックセンサから出力される上記振動波形を直接デ
ジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換手段
と、上記アナログ／デジタル変換手段の出力値のうち、
ノックレベル検出区間における出力値のデジタルデータ
と振動波形の振幅中心との差の絶対値の平均値を算出
し、該平均値をノックレベルとするノックレベル算出手
段と、エンジン回転数に基づいて予めノック判定レベル
が記憶されたノック判定マップを検索して、ノック判定
レベルを設定するノック判定レベル設定手段と、上記ノ
ックレベルと上記ノック判定レベルとを比較してノック
発生の有無を判定するノック判定手段とを備えたことを
特徴とする。
ら出力される振動波形からノック発生を検出するための
ノックレベルを算出し、該ノックレベルとノック判定の
比較レベルであるノック判定レベルとを比較することで
ノック検出を行うエンジンのノック検出装置において、
上記ノックセンサから出力される上記振動波形を直接デ
ジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換手段
と、上記アナログ／デジタル変換手段の出力値のうち、
ノックレベル検出区間における出力値のデジタルデータ
と振動波形の振幅中心との差の絶対値の平均値を算出
し、該平均値をノックレベルとするノックレベル算出手
段と、エンジン回転数に基づいて予めノック判定レベル
が記憶されたノック判定マップを検索して、ノック判定
レベルを設定するノック判定レベル設定手段と、上記ノ
ックレベルと上記ノック判定レベルとを比較してノック
発生の有無を判定するノック判定手段とを備えたことを
特徴とする。
［作 用］ 本発明では、ノックセンサから出力される振動波形
が、アナログ／デジタル変換手段により、直接デジタル
データに変換される。そして、ノック検出レベル区間に
おけるアナログ／デジタル変換手段の出力値のデジタル
データと振動波形の振幅中心との差の絶対値の平均値を
ノックレベルとして算出する。そして、エンジン回転数
に基づいて予めノック判定レベルが記憶されたノック判
定マップを検索してノック判定レベルを設定し、ノック
レベルとノック判定レベルとを比較してノック発生の有
無を判定する。
が、アナログ／デジタル変換手段により、直接デジタル
データに変換される。そして、ノック検出レベル区間に
おけるアナログ／デジタル変換手段の出力値のデジタル
データと振動波形の振幅中心との差の絶対値の平均値を
ノックレベルとして算出する。そして、エンジン回転数
に基づいて予めノック判定レベルが記憶されたノック判
定マップを検索してノック判定レベルを設定し、ノック
レベルとノック判定レベルとを比較してノック発生の有
無を判定する。
［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図はノック検出
装置の機能ブロック図、第２図は回路構成図、第３図及
び第４図はノック検出手順を示すフローチャート、第５
図はノック検出処理のタイミングチャートである。
装置の機能ブロック図、第２図は回路構成図、第３図及
び第４図はノック検出手順を示すフローチャート、第５
図はノック検出処理のタイミングチャートである。
（構 成） 第２図の符号１はマイクロコンピュータからなるメイ
ン制御ユニットであり、各種センサ類、例えば波形整形
回路2aを介してクランク位置センサ２などが接続され、
さらに、点火回路３などのアクチュエータ駆動回路が接
続されている。また、上記メイン制御ユニット１には、
ノック検出ユニット４が接続されており、このノック検
出ユニット４には、それぞれ上記波形整形回路2a、増幅
器５を介して、上記クランク位置センサ２、ノックセン
サ６が接続されている。
ン制御ユニットであり、各種センサ類、例えば波形整形
回路2aを介してクランク位置センサ２などが接続され、
さらに、点火回路３などのアクチュエータ駆動回路が接
続されている。また、上記メイン制御ユニット１には、
ノック検出ユニット４が接続されており、このノック検
出ユニット４には、それぞれ上記波形整形回路2a、増幅
器５を介して、上記クランク位置センサ２、ノックセン
サ６が接続されている。
上記ノック検出ユニット４は、CPU7、ROM8、RAM9、シ
リアルインターフェイス（SCI）10、アナログ／デジタ
ル（A/D）変換器11、タイマTM1,TM2,TM3、及び、入出力
（I/O）インターフェイス12がバスライン13を介して互
いに接続されて構成されている。
リアルインターフェイス（SCI）10、アナログ／デジタ
ル（A/D）変換器11、タイマTM1,TM2,TM3、及び、入出力
（I/O）インターフェイス12がバスライン13を介して互
いに接続されて構成されている。
上記クランク位置センサ２は、上記波形整形回路2aを
介して上記I/Oインターフェイス12の入力ポートに接続
され、また、上記ノックセンサ６は、上記増幅器５を介
して上記A/D変換器11に接続されている。
介して上記I/Oインターフェイス12の入力ポートに接続
され、また、上記ノックセンサ６は、上記増幅器５を介
して上記A/D変換器11に接続されている。
上記クランク位置センサ２は、エンジンのクランク軸
に連動したロータ2bの突起（あるいはスリット）を検出
する電磁ピックアップなどからなり、上記ロータ2bの回
転に伴い上記突起が上記クランク位置センサ２に接近離
間にすると、磁束変化による交流出力が発生し、上記波
形整形回路2aによってパルスに変換される。
に連動したロータ2bの突起（あるいはスリット）を検出
する電磁ピックアップなどからなり、上記ロータ2bの回
転に伴い上記突起が上記クランク位置センサ２に接近離
間にすると、磁束変化による交流出力が発生し、上記波
形整形回路2aによってパルスに変換される。
例えば６気筒エンジンの場合、120゜CA毎に存在する
各気筒の上死点（TDC）に対し、上死点前（BTDC）10゜
から30゜CA毎に上記クランク位置センサ２からクランク
角信号が出力される。すなわち、BTDC10゜、BTDC40゜、
BTDC70゜、BTDC100゜のクランク角信号が上記メイン制
御ユニット１に入力されて点火時期などが演算され、こ
れらの30゜CA信号を基準として所定の点火時期に達する
と点火信号が上記点火回路３に出力される。
各気筒の上死点（TDC）に対し、上死点前（BTDC）10゜
から30゜CA毎に上記クランク位置センサ２からクランク
角信号が出力される。すなわち、BTDC10゜、BTDC40゜、
BTDC70゜、BTDC100゜のクランク角信号が上記メイン制
御ユニット１に入力されて点火時期などが演算され、こ
れらの30゜CA信号を基準として所定の点火時期に達する
と点火信号が上記点火回路３に出力される。
尚、上記BTDC10゜の信号はエンジン始動時の固定点火
角信号である。
角信号である。
さらに、上記クランク位置センサ２からノック検出ユ
ニット４に、例えばBTDC10゜を示す信号が120゜CA毎に
入力され、割込み処理が起動される。
ニット４に、例えばBTDC10゜を示す信号が120゜CA毎に
入力され、割込み処理が起動される。
また、上記ノックセンサ６は、電源ＶCCから抵抗Ｒを
介して接続され、例えばノック振動とほぼ同じ固有周波
数を持つ振動子とこの振動子の振動加速度を検知して電
気信号に変換する圧電素子とから構成される共振形のノ
ックセンサで、エンジンの爆発行程における燃焼圧力波
によりシリンダブロックなどの伝わる振動を検出し、そ
の振動波形を電気信号として出力する。
介して接続され、例えばノック振動とほぼ同じ固有周波
数を持つ振動子とこの振動子の振動加速度を検知して電
気信号に変換する圧電素子とから構成される共振形のノ
ックセンサで、エンジンの爆発行程における燃焼圧力波
によりシリンダブロックなどの伝わる振動を検出し、そ
の振動波形を電気信号として出力する。
この電気信号は上記増幅器５により所定のレベルに増
幅された後、上記ノック検出ユニット４のA/D変換器11
でデジタルデータにA/D変換される。このA/D変換に際し
ては、振動波形を忠実に変換するため高速にサンプリン
グが行われる。
幅された後、上記ノック検出ユニット４のA/D変換器11
でデジタルデータにA/D変換される。このA/D変換に際し
ては、振動波形を忠実に変換するため高速にサンプリン
グが行われる。
上記CPU7は、上記クランク位置センサ２からの信号に
より上記タイマTM1,TM2,TM3による内部割込み処理を起
動し、上記ROM8に格納されたノック検出処理のプログラ
ムを実行する。すなわち、上記ROM8に格納されたノック
判定マップを検索して直接あるいは補間計算によりノッ
ク判定レベルを設定し、一方、ノック検出区間で上記ノ
ックセンサ６からの信号を上記A/D変換器11で高速A/D変
換してノックレベルを算出する。そして、このノックレ
ベルと上記ノック判定レベルとを比較してノック発生の
有無を判定し、判定結果を上記メイン制御ユニット１に
上記SCI10などを介して送信する。
より上記タイマTM1,TM2,TM3による内部割込み処理を起
動し、上記ROM8に格納されたノック検出処理のプログラ
ムを実行する。すなわち、上記ROM8に格納されたノック
判定マップを検索して直接あるいは補間計算によりノッ
ク判定レベルを設定し、一方、ノック検出区間で上記ノ
ックセンサ６からの信号を上記A/D変換器11で高速A/D変
換してノックレベルを算出する。そして、このノックレ
ベルと上記ノック判定レベルとを比較してノック発生の
有無を判定し、判定結果を上記メイン制御ユニット１に
上記SCI10などを介して送信する。
上記メイン制御ユニット１では、上記ノック検出ユニ
ット４からノッキング発生と送信された場合、直ちに該
当気筒の点火時期を遅らせノッキングを回避する。
ット４からノッキング発生と送信された場合、直ちに該
当気筒の点火時期を遅らせノッキングを回避する。
（機能構成） 上記ノック検出ユニット４の機能構成は、第２図に示
すように、A/D変換手段20、サンプリング周期設定手段2
1、エンジン回転数算出手段22、ノック検出区間設定手
段23、ノックレベル算出手段24、ノック判定レベル設定
手段25、ノック判定マップMPKN、ノック判定手段26から
構成され、ノック検出処理専用の機能を高速に実行す
る。
すように、A/D変換手段20、サンプリング周期設定手段2
1、エンジン回転数算出手段22、ノック検出区間設定手
段23、ノックレベル算出手段24、ノック判定レベル設定
手段25、ノック判定マップMPKN、ノック判定手段26から
構成され、ノック検出処理専用の機能を高速に実行す
る。
A/D変換手段20では、ノック検出区間設定手段23によ
って設定されたノック検出区間において、サンプリング
周期設定手段21によって設定されたサンプリング周期
で、ノックセンサ６からの信号をA/D変換器11にてデジ
タルデータに変換し、ノックレベル算出手段24へ出力す
る。
って設定されたノック検出区間において、サンプリング
周期設定手段21によって設定されたサンプリング周期
で、ノックセンサ６からの信号をA/D変換器11にてデジ
タルデータに変換し、ノックレベル算出手段24へ出力す
る。
サンプリング周期設定手段21では、ノック検出区間設
定手段23によって設定されたノック検出区間において、
上記A/D変換手段20におけるA/D変換のサンプリング周期
を設定し、上記A/D変換手段20、ノックレベル算出手段2
4へ出力する。このサンプリング周期は、上記ノックセ
ンサ６からの振動波形を忠実に再現できる時間周期Ｔ
S、例えばＴS＝30μｓの周期でタイマTM3にセットされ
る。
定手段23によって設定されたノック検出区間において、
上記A/D変換手段20におけるA/D変換のサンプリング周期
を設定し、上記A/D変換手段20、ノックレベル算出手段2
4へ出力する。このサンプリング周期は、上記ノックセ
ンサ６からの振動波形を忠実に再現できる時間周期Ｔ
S、例えばＴS＝30μｓの周期でタイマTM3にセットされ
る。
エンジン回転数算出手段22では、クランク位置センサ
２からの信号に基づき、クランク角30゜相当の時間を算
出し、エンジン回転数Ｎを算出する。
２からの信号に基づき、クランク角30゜相当の時間を算
出し、エンジン回転数Ｎを算出する。
ノック検出区間設定手段23では、上記エンジン回転数
算出手段22で算出されたエンジン回転数Ｎに応じてノッ
キング発生対象期間に対するノック検出区間を設定し、
上記A/D変換手段20、サンプリング周期設定手段21、及
び、ノックレベル算出手段24に出力する。
算出手段22で算出されたエンジン回転数Ｎに応じてノッ
キング発生対象期間に対するノック検出区間を設定し、
上記A/D変換手段20、サンプリング周期設定手段21、及
び、ノックレベル算出手段24に出力する。
上記ノック検出区間は、例えば、予め設定されたマッ
プなどからエンジン回転数Ｎに応じて直接、あるいは補
間計算により設定され、タイマTM1に、ノック検出区間
の開始時刻T1Sがセットされ、タイマTM2に終了時刻T1E
がセットされる。
プなどからエンジン回転数Ｎに応じて直接、あるいは補
間計算により設定され、タイマTM1に、ノック検出区間
の開始時刻T1Sがセットされ、タイマTM2に終了時刻T1E
がセットされる。
ノックレベル算出手段24では、上記ノック検出区間設
定手段23で設定されたノック検出区間において、上記A/
D変換手段20で変換された各サンプリング周期ＴS毎のデ
ジタルデータPiと、振動波形の振幅中心値P0との差の絶
対値を算出し、各サンプリング周期ＴS毎にその値を加
算する。そして、上記ノック検出区間におけるA/D変換
終了後、サンプリング数Ｓで割り平均値P2を算出する。
定手段23で設定されたノック検出区間において、上記A/
D変換手段20で変換された各サンプリング周期ＴS毎のデ
ジタルデータPiと、振動波形の振幅中心値P0との差の絶
対値を算出し、各サンプリング周期ＴS毎にその値を加
算する。そして、上記ノック検出区間におけるA/D変換
終了後、サンプリング数Ｓで割り平均値P2を算出する。
すなわち、 により、ノック検出区間の平均値P2を算出し、これをノ
ックレベルとしてノック判定手段26へ出力する。
ックレベルとしてノック判定手段26へ出力する。
ノック判定レベル設定手段25では、エンジン回転数Ｎ
をパラメータとしてノック判定マップMPKNを検索し、直
接あるいは補間計算によりノック判定レベルを設定し、
ノック判定手段26へ出力する。
をパラメータとしてノック判定マップMPKNを検索し、直
接あるいは補間計算によりノック判定レベルを設定し、
ノック判定手段26へ出力する。
上記ノック判定マップMPKNは、ノッキング発生対象外
期間において上記ノックレベル算出手段24と同様にして
算出した平均値P2に所定のオフセット値を加算し、エン
ジン回転数Ｎをパラメータとするマップにノック判定レ
ベルＰKNとして予め格納しておくもので、上記ノッキン
グ発生対象外期間におけるノック判定レベルＰKNの演算
が省略でき、処理速度の向上を図ることができる。
期間において上記ノックレベル算出手段24と同様にして
算出した平均値P2に所定のオフセット値を加算し、エン
ジン回転数Ｎをパラメータとするマップにノック判定レ
ベルＰKNとして予め格納しておくもので、上記ノッキン
グ発生対象外期間におけるノック判定レベルＰKNの演算
が省略でき、処理速度の向上を図ることができる。
ノック判定手段26では、上記ノックレベル算出手段24
で算出したノックレベルP2と上記ノック判定レベル設定
手段25で設定したノック判定レベルＰKNとを比較し、P2
＜ＰKNの場合ノッキング発生無し、P2≧ＰKNの場合ノッ
キング発生有りと判定し、ノック判定の結果をSCI10を
介してメイン制御ユニット１に送信する。
で算出したノックレベルP2と上記ノック判定レベル設定
手段25で設定したノック判定レベルＰKNとを比較し、P2
＜ＰKNの場合ノッキング発生無し、P2≧ＰKNの場合ノッ
キング発生有りと判定し、ノック判定の結果をSCI10を
介してメイン制御ユニット１に送信する。
（ノック判定レベル設定手順） 上述した各処理は、第５図に示すように、タイマTM1,
TM2,TM3による内部割込み処理にて実行され、まず、最
初に第３図（ａ）のメインルーチンのステップS101にて
初期化が行われ、ノック検出ユニット４の割込みベク
タ、各種フラグ類、レジスタなどがイニシャライズされ
る。
TM2,TM3による内部割込み処理にて実行され、まず、最
初に第３図（ａ）のメインルーチンのステップS101にて
初期化が行われ、ノック検出ユニット４の割込みベク
タ、各種フラグ類、レジスタなどがイニシャライズされ
る。
次いで、ステップS102へ進み、クランク位置センサ２
からの信号に対して30゜CA毎に割込みを許可し、ステッ
プS103へ進んでアイドルタスクへ移行する。ここでCPU7
が待機状態となり、割込みが発生するとノック検出処理
が実行される。
からの信号に対して30゜CA毎に割込みを許可し、ステッ
プS103へ進んでアイドルタスクへ移行する。ここでCPU7
が待機状態となり、割込みが発生するとノック検出処理
が実行される。
次に、第５図に示すように、クランク位置センサ２か
ら例えばBTDC10゜CAの信号が入力されると第３図（ｂ）
に示す外部割込み処理が起動し、ステップS151で、クラ
ンク角30゜CA相当の経過時間T30を算出する。この経過
時間T30は、30゜CA毎に入力されるクランク位置センサ
２からの信号間の時刻から計測できる。
ら例えばBTDC10゜CAの信号が入力されると第３図（ｂ）
に示す外部割込み処理が起動し、ステップS151で、クラ
ンク角30゜CA相当の経過時間T30を算出する。この経過
時間T30は、30゜CA毎に入力されるクランク位置センサ
２からの信号間の時刻から計測できる。
次いで、ステップS152へ進み、上記ステップS151で算
出したT30の値からエンジン回転数Ｎを算出し、ステッ
プS153へ進む。
出したT30の値からエンジン回転数Ｎを算出し、ステッ
プS153へ進む。
ステップS153では、上記ステップS152で算出したエン
ジン回転数Ｎに基づいてノック検出区間の開始時刻T1
S、すなわちノックセンサ６からの信号のサンプリング
開始時刻T1SをタイマTM1にセットし、ステップS154へ進
む。
ジン回転数Ｎに基づいてノック検出区間の開始時刻T1
S、すなわちノックセンサ６からの信号のサンプリング
開始時刻T1SをタイマTM1にセットし、ステップS154へ進
む。
ステップS154では、上記タイマTM1の割込みを許可
し、ステップS155へ進んで上記エンジン回転数Ｎに基づ
き上記ノック検出区間の時間幅TAD1を計算してメインル
ーチンへ復帰する。
し、ステップS155へ進んで上記エンジン回転数Ｎに基づ
き上記ノック検出区間の時間幅TAD1を計算してメインル
ーチンへ復帰する。
（ノック検出手順） 次に、時刻T1Sで上記タイマTM1による内部割込みが発
生すると、第４図（ａ）に示すTM1割込みのステップS20
1で、上記ノック検出区間の終了時刻T1E（＝T1S＋TAD
1）をタイマTM2にセットし、次いでステップS202で上記
タイマTM2の割込みを許可する。
生すると、第４図（ａ）に示すTM1割込みのステップS20
1で、上記ノック検出区間の終了時刻T1E（＝T1S＋TAD
1）をタイマTM2にセットし、次いでステップS202で上記
タイマTM2の割込みを許可する。
次にステップS203へ進み、タイマTM3にA/D変換のサン
プリング周期ＴSをセットし、ステップS204で上記タイ
マTM3の割込みを許可してA/D変換器11によるA/D変換を
直ちに開始し、TM1割込みを終了する。
プリング周期ＴSをセットし、ステップS204で上記タイ
マTM3の割込みを許可してA/D変換器11によるA/D変換を
直ちに開始し、TM1割込みを終了する。
すなわち、上記ステップS204でタイマTM3の割込みが
許可されると、第４図（ｂ）に示すにTM3割込みが起動
され、ノックセンサ６からの振動波形のA/D変換値のサ
ンプリング処理が上記ステップS203でセットされたサン
プリング周期ＴS毎に実行される。
許可されると、第４図（ｂ）に示すにTM3割込みが起動
され、ノックセンサ６からの振動波形のA/D変換値のサ
ンプリング処理が上記ステップS203でセットされたサン
プリング周期ＴS毎に実行される。
そして、ステップ251で上記A/D変換器11によって変換
された上記ノックセンサ６からの振動波形のデジタルデ
ータを読取り、ステップS252へ進んで、上記ステップS2
51で読取った振動波形のデジタルデータPiと振動波形の
振幅中心値P0との差の絶対値、すなわちノック強度（|P
i−P0|）を算出する。
された上記ノックセンサ６からの振動波形のデジタルデ
ータを読取り、ステップS252へ進んで、上記ステップS2
51で読取った振動波形のデジタルデータPiと振動波形の
振幅中心値P0との差の絶対値、すなわちノック強度（|P
i−P0|）を算出する。
次いで、ステップS253で前回のサンプリングまでのノ
ック強度積算値ＫNPに上記ステップS252で算出した今回
のノック強度を加算し今回のサンプリングまでのノック
強度積算値ＫNPを算出し（ＫNP＝ＫNP＋|Pi−P0|）、ス
テップS254へ進む。
ック強度積算値ＫNPに上記ステップS252で算出した今回
のノック強度を加算し今回のサンプリングまでのノック
強度積算値ＫNPを算出し（ＫNP＝ＫNP＋|Pi−P0|）、ス
テップS254へ進む。
ステップS254へ進むと、前回までのサンプリング数Ｓ
に１を加算して今回までのサンプリング数Ｓ（Ｓ＝Ｓ＋
１）を算出し、ステップS255で次のサンプリングタイミ
ングを上記A/D変換器11にセットしてルーチンを終了
し、つぎのサンプリングタイミングに再び上記ステップ
S251〜S255を繰り返す。
に１を加算して今回までのサンプリング数Ｓ（Ｓ＝Ｓ＋
１）を算出し、ステップS255で次のサンプリングタイミ
ングを上記A/D変換器11にセットしてルーチンを終了
し、つぎのサンプリングタイミングに再び上記ステップ
S251〜S255を繰り返す。
ここで、上記サンプリング周期ＴSは、例えば30μｓ
程度に設定され、上記ノックセンサ６からの振動波形を
忠実にデジタル化できるよう設定されている。
程度に設定され、上記ノックセンサ６からの振動波形を
忠実にデジタル化できるよう設定されている。
そして、サンプリング終了時刻T1Eに達すると、第４
図（ｃ）に示すタイマTM2によるTM2割込みが起動され
る。
図（ｃ）に示すタイマTM2によるTM2割込みが起動され
る。
ステップS301で、タイマTM3によるA/D変換値のサンプ
リング処理の割込みを禁止すると、ステップS302へ進
み、エンジン回転数Ｎをパラメータとしてノック判定テ
ーブルMPKNを検索し、ステップS303へ進んで、直接ある
いは補間計算によりノック判定レベルＰKNを設定する。
リング処理の割込みを禁止すると、ステップS302へ進
み、エンジン回転数Ｎをパラメータとしてノック判定テ
ーブルMPKNを検索し、ステップS303へ進んで、直接ある
いは補間計算によりノック判定レベルＰKNを設定する。
次に、ステップS304へ進み、ノック検出区間における
ノック強度積算値ＫNPの平均値P2（＝ＫNP/S）を算出
し、ステップS305へ進む。
ノック強度積算値ＫNPの平均値P2（＝ＫNP/S）を算出
し、ステップS305へ進む。
ステップS305では、上記ステップS303にて設定された
ノック判定レベルＰKNと上記ステップS304にて算出され
た平均値P2とを比較し、P2＜ＰKNのときステップS306へ
進んでノック発生無しと判定してステップS308へ進む。
一方、P2≧ＰKNのときは、ステップS307へ進み、ノック
発生有りと判定して上記メイン制御ユニット１に上記SC
I10を介してノック信号を送信し、ステップS308へ進
む。
ノック判定レベルＰKNと上記ステップS304にて算出され
た平均値P2とを比較し、P2＜ＰKNのときステップS306へ
進んでノック発生無しと判定してステップS308へ進む。
一方、P2≧ＰKNのときは、ステップS307へ進み、ノック
発生有りと判定して上記メイン制御ユニット１に上記SC
I10を介してノック信号を送信し、ステップS308へ進
む。
そして、ステップS308へ進むと、ノック検出区間にお
けるノック強度積算値ＫNP及びサンプリング数Ｓの値を
クリアしてメインルーチンへ復帰する。
けるノック強度積算値ＫNP及びサンプリング数Ｓの値を
クリアしてメインルーチンへ復帰する。
以上の手順に従って、上記ノックセンサ６から出力さ
れる振動波形が上記ノック検出ユニット４に取込まれ、
ノック発生の有無が判定される。そして、例えばノック
発生有りと判定され、上記メイン制御ユニット１にノッ
ク信号が送信されると、ノッキング回避のため上記メイ
ン制御ユニット１から点火回路３へ出力される点火信号
が直ちに遅角される。
れる振動波形が上記ノック検出ユニット４に取込まれ、
ノック発生の有無が判定される。そして、例えばノック
発生有りと判定され、上記メイン制御ユニット１にノッ
ク信号が送信されると、ノッキング回避のため上記メイ
ン制御ユニット１から点火回路３へ出力される点火信号
が直ちに遅角される。
尚、本実施例においては、ノック検出ユニット４によ
りノック検出処理を行う例について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、メイン制御ユニット
１にてノック検出処理を行っても良い。
りノック検出処理を行う例について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、メイン制御ユニット
１にてノック検出処理を行っても良い。
また、ノックセンサ６は、共振型のセンサに限定され
ることなく、シリンダブロックなどに伝達されるエンジ
ンの機械的振動のみならず、例えば、燃焼圧力、振動音
など振動波形として検出するものであれば良い。
ることなく、シリンダブロックなどに伝達されるエンジ
ンの機械的振動のみならず、例えば、燃焼圧力、振動音
など振動波形として検出するものであれば良い。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ノックセンサ
から出力される振動波形が、アナログ／デジタル変換手
段により、直接デジタルデータに変換される。そして、
ノック検出レベル区間におけるアナログ／デジタル変換
手段の出力値のデジタルデータと振動波形の振幅中心と
の差の絶対値の平均値をノックレベルとして算出する。
そして、エンジン回転数に基づいて予めノック判定レベ
ルが記憶されたノック判定マップを検索してノック判定
レベルを設定し、ノックレベルとノック判定レベルとを
比較してノック発生の有無を判定するので、ノックセン
サから出力される振動波形をアナログ回路に依存するこ
となく高速に処理することができる。
から出力される振動波形が、アナログ／デジタル変換手
段により、直接デジタルデータに変換される。そして、
ノック検出レベル区間におけるアナログ／デジタル変換
手段の出力値のデジタルデータと振動波形の振幅中心と
の差の絶対値の平均値をノックレベルとして算出する。
そして、エンジン回転数に基づいて予めノック判定レベ
ルが記憶されたノック判定マップを検索してノック判定
レベルを設定し、ノックレベルとノック判定レベルとを
比較してノック発生の有無を判定するので、ノックセン
サから出力される振動波形をアナログ回路に依存するこ
となく高速に処理することができる。
従って、上記アナログ回路の回路素子の経年変化など
による回路特性の変化の影響を受けず、ノック検出の信
頼性が向上し、しかも、負荷が増大することなく処理速
度の向上が図れる。
による回路特性の変化の影響を受けず、ノック検出の信
頼性が向上し、しかも、負荷が増大することなく処理速
度の向上が図れる。
また、上記アナログ回路の回路素子の定数設定が不要
となり、回路定数の誤差がなくなってノック検出が正確
に行え、さらには、回路素子の部品点数削減が達成で
き、コスト低減を図ることができるなど優れた効果が奏
される。
となり、回路定数の誤差がなくなってノック検出が正確
に行え、さらには、回路素子の部品点数削減が達成で
き、コスト低減を図ることができるなど優れた効果が奏
される。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図はノック検出装
置の機能ブロック図、第２図は回路構成図、第３図及び
第４図はノック検出手順を示すフローチャート、第５図
はノック検出処理のタイミングチャートである。 ６……ノックセンサ、 20……アナログ／デジタル変換手段、 24……ノックレベル算出手段、 25……ノック判定レベル設定手段、 26……ノック判定手段、 MPKN……ノック判定マップ、 P2……平均値（ノックレベル）、 ＰKN……ノック判定レベル。
置の機能ブロック図、第２図は回路構成図、第３図及び
第４図はノック検出手順を示すフローチャート、第５図
はノック検出処理のタイミングチャートである。 ６……ノックセンサ、 20……アナログ／デジタル変換手段、 24……ノックレベル算出手段、 25……ノック判定レベル設定手段、 26……ノック判定手段、 MPKN……ノック判定マップ、 P2……平均値（ノックレベル）、 ＰKN……ノック判定レベル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01H 17/00 G01M 15/00 F02D 45/00 368 F02P 5/15
Claims (1)
- 【請求項１】ノックセンサから出力される振動波形から
ノック発生を検出するためのノックレベルを算出し、該
ノックレベルとノック判定の比較レベルであるノック判
定レベルとを比較することでノック検出を行うエンジン
のノック検出装置において、 上記ノックセンサから出力される上記振動波形を直接デ
ジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換手段
と、 上記アナログ／デジタル変換手段の出力値のうち、ノッ
クレベル検出区間における出力値のデジタルデータと振
動波形の振幅中心との差の絶対値の平均値を算出し、該
平均値をノックレベルとするノックレベル算出手段と、 エンジン回転数に基づいて予めノック判定レベルが記憶
されたノック判定マップを検索して、ノック判定レベル
を設定するノック判定レベル設定手段と、 上記ノックレベルと上記ノック判定レベルとを比較して
ノック発生の有無を判定するノック判定手段とを備えた
ことを特徴とするエンジンのノック検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1095690A JP2948828B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | エンジンのノック検出装置 |
| DE4011938A DE4011938C2 (de) | 1989-04-14 | 1990-04-12 | Klopfdetektoreinrichtung für einen Kraftfahrzeugmotor |
| US07/508,571 US5088044A (en) | 1989-04-14 | 1990-04-13 | Knocking detection device for an automotive engine |
| GB9008504A GB2233096B (en) | 1989-04-14 | 1990-04-17 | Knocking detection device for an automotive engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1095690A JP2948828B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | エンジンのノック検出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02272328A JPH02272328A (ja) | 1990-11-07 |
| JP2948828B2 true JP2948828B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=14144491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1095690A Expired - Fee Related JP2948828B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | エンジンのノック検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5088044A (ja) |
| JP (1) | JP2948828B2 (ja) |
| DE (1) | DE4011938C2 (ja) |
| GB (1) | GB2233096B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH04219465A (ja) * | 1990-12-20 | 1992-08-10 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関のノック制御装置 |
| JPH04244933A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-01 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンのノッキング検出装置 |
| US5608633A (en) * | 1991-07-29 | 1997-03-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | System and method for detecting knocking for internal combustion engine |
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| JP5198340B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2013-05-15 | 本田技研工業株式会社 | エンジンのノック制御装置 |
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| JP6154302B2 (ja) * | 2013-11-28 | 2017-06-28 | 日本特殊陶業株式会社 | 点火時期制御装置及び点火時期制御システム |
| DE102017220129B4 (de) * | 2017-11-13 | 2023-10-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Klopfregelung einer Brennkraftmaschine |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54141180A (en) * | 1978-04-24 | 1979-11-02 | Nippon Soken | Knocking detector for internal combustion engine |
| JPS54161803U (ja) * | 1978-05-01 | 1979-11-13 | ||
| DE3121120A1 (de) * | 1981-04-15 | 1982-11-04 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und vorrichtung zum erkennen irregulaerer verbrennunsvorgaenge in einer brennkraftmaschine |
| JPS5830477A (ja) * | 1981-08-14 | 1983-02-22 | Toyota Motor Corp | 車両用内燃機関のための点火時期調整方法 |
| US4675821A (en) * | 1983-02-18 | 1987-06-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for detecting knocking |
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| JPS618472A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-16 | Nippon Denso Co Ltd | 内燃機関用点火時期制御装置 |
| DE3523017A1 (de) * | 1984-06-29 | 1986-01-02 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa | Einrichtung und verfahren zum ermitteln und beeinflussen des klopfens einer brennkraftmaschine |
| JPH0663497B2 (ja) * | 1985-04-18 | 1994-08-22 | 日本電装株式会社 | 内燃機関用ノツキング制御装置 |
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| EP0293573B1 (en) * | 1987-04-06 | 1991-04-24 | Mazda Motor Corporation | Engine knock detecting and control system |
-
1989
- 1989-04-14 JP JP1095690A patent/JP2948828B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-04-12 DE DE4011938A patent/DE4011938C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-13 US US07/508,571 patent/US5088044A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-17 GB GB9008504A patent/GB2233096B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| GB2233096B (en) | 1993-05-05 |
| DE4011938A1 (de) | 1990-10-18 |
| GB9008504D0 (en) | 1990-06-13 |
| US5088044A (en) | 1992-02-11 |
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| GB2233096A (en) | 1991-01-02 |
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