JP3205375B2 - ノッキング制御装置 - Google Patents

ノッキング制御装置

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JP3205375B2 JP7219392A JP7219392A JP3205375B2 JP 3205375 B2 JP3205375 B2 JP 3205375B2 JP 7219392 A JP7219392 A JP 7219392A JP 7219392 A JP7219392 A JP 7219392A JP 3205375 B2 JP3205375 B2 JP 3205375B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はノッキング制御装置に
関し、特に、内燃機関のノッキングを、ノイズに影響さ
れずに判定できるようにしたノッキング制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】 従来の内燃機関のノッキング制御装置
の一例として、例えば特開2−233875号公報に
開示されたものがある。
【0003】この公報に開示されたノッキング制御装置
は、次のようにして、ノッキングの判定をしている。す
なわち、ノックセンサの出力をバンドパスフィルタで帯
域ろ波した後、ピークホールド回路と平均化回路に入力
する。前記ピークホールド回路はノッキングが発生する
と予想される期間のみ動作させられ、ノッキング信号の
ピーク値を検出する。一方、前記平均化回路は入力信号
を平均化する。前記ノッキング信号のピーク値と、前記
平均化された信号をK倍(Kは定数)した信号とは、比
較器に入力され、前者が後者より大きくなると、ノッキ
ングが発生したと判定し、遅角補正処理を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のノッ
キング制御装置において、図6(b) に示されているよう
に、ノックセンサの出力信号に、リレーサージ、点火ノ
イズ等に起因するスパイク的ノイズが乗ると、前記ピー
クホールド回路のピークホールド値はこのノイズをピー
ク値としてホールドし、同図(c) に示されているよう
に、異常に高い値を出力する。このピーク値は、同図
(d) に示されている前記平均化回路の出力値のK倍以上
となり、実際にはノッキングが発生していないにもかか
わらず、ノッキングが発生したと誤判定されるという問
題があった。
【0005】なお、図6(a) は前記ピークホールド回路
のリセット信号を示し、Hレベルはリセット期間、Lレ
ベルはセット期間を示す。該リセット期間は、シリンダ
のクランク角から求められた、ノッキングが発生しない
と予想される期間である。
【0006】本発明の目的は、前記した従来技術の問題
点を除去し、ノッキングが発生すると予想される期間
に、ノックセンサの出力信号にノイズが乗っても、これ
をノッキング信号と誤検出することがないノッキング制
御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、包絡線検波されたノックセンサ
の出力信号を用いてノッキング信号を検出するようにし
たノッキング制御装置において、前記包絡線検波された
ノックセンサの出力信号を微分する手段と、微分された
信号を予め定められたしきい値と比較する比較手段と、
該比較手段の出力を遅延する手段と、前記手段により遅
延された信号を入力とし、該信号の立上がりタイミング
を割込みタイミングとする割込み手段とを具備した点に
特徴がある。
【0008】また、請求項2の発明は、前記請求項1の
発明から遅延手段を除去すると共に、前記割込み手段
が、前記比較手段の出力信号の立下がりタイミングを割
込みタイミングとするようにした点に特徴がある。
【0009】
【作用】請求項1の発明によれば、前記比較手段の出力
信号を前記遅延回路で遅延した信号の立上がりタイミン
グが、前記包絡線検波されたノックセンサの出力信号の
ノッキング信号のピーク値付近のタイミングとなるの
で、前記割込み手段はノイズの読込みを回避すると共
に、ノッキング信号を正しく読込むことができる。
【0010】請求項2の発明によれば、前記比較手段の
出力信号の立下がりタイミングが前記包絡線検波された
ノックセンサの出力信号のノッキング信号のピーク値付
近のタイミングとなるので、前記割込み手段は、請求項
1の発明と同様に、ノイズの読込みを回避すると共に、
ノッキング信号を正しく読込むことができる。
【0011】
【実施例】以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説
明する。図1は本発明の一実施例の構成を示すブロック
図である。
【0012】図において、1はノックセンサ、2は例え
ば6〜8KHzの周波数を帯域ろ波するバンドパスフィ
ルタである。ノッキング信号は、約7KHzを中心周波
数とする信号であるので、該バンドパスフィルタ2によ
り、ノッキング信号を抽出することができる。
【0013】3はバンドパスフィルタ2で抽出された信
号を包絡線検波する整流検波回路である。4aは第1の
A/D変換器、4bは第2のA/D変換器である。ま
た、5は前記バンドパスフィルタ2で抽出された信号の
平均値を求める平均化回路である。また、12は前記包
絡線検波出力を微分する微分回路、13は微分出力と所
定のしきい値16(=Vth)とを比較する比較器、14
は予め定められた遅延時間を有する遅延回路である。な
お、図の点線で囲まれる構成は、インターフェース回路
10を構成している。
【0014】また、9はマイクロコンピュータであり、
本実施例に関わる機能手段として、増幅オフセット加算
手段6、比較手段7、遅角補正処理手段8および割込み
手段15を有している。なお、前記遅延回路14はマイ
クロコンピュータ9と別回路にすることなく、該マイク
ロコンピュータ9の内部機能で実現するようにしてもよ
い。
【0015】次に、本実施例の動作を、図2の波形図を
参照して説明する。図2において、図1の符号と対応す
るものは、その信号の波形図を示す。
【0016】図2(a) は比較器13のリセット信号を示
し、この信号はマイクロコンピュータ9から供給され
る。マイクロコンピュータ9は、図示されていないクラ
ンク角センサの出力信号を基に、ノッキングが発生し始
めるタイミング(ATDC20°)と、ノッキングの発
生が終了するタイミング(BTDC75°)とを算出
し、ATDC20°〜BTDC75°の期間前記比較器
13の動作を有効にし、それ以外の期間無効(リセッ
ト)にする信号を比較器13に出力する。
【0017】同図(b) はノックセンサ1の出力信号波形
であり、図示の例では、ノッキング発生期間の1期間に
スパイク的ノイズが乗っている信号波形が示されてい
る。同図(c) は、前記整流検波回路3の出力、すなわち
包絡線検波信号の波形を示している。同図(d) は前記信
号cを微分回路12で微分した波形を示し、Vthはしき
い値を示している。同図(e) は比較器13の出力信号波
形を示し、同図(f) は該信号eを遅延回路14で所定時
間遅延した信号を示す。さらに、同図(g) は前記バンド
パスフィルタ2で帯域ろ波された信号を前記平均化回路
5で平均化した信号の波形を示している。
【0018】さて、いまノックセンサ1からノック検知
信号bが出力されたとすると、この信号bはバンドパス
フィルタ2で帯域ろ波され、ノッキング信号と同じ周波
数の信号のみが抽出される。抽出された信号は、整流検
波回路3と平均化回路5に入力する。
【0019】整流検波回路3に入力した信号は包絡線検
波されて信号cとなり、第1のA/D変換器4aと微分
回路12に入力する。第1のA/D変換器4aは入力し
てきたアナログ信号をディジタル値に変換して、マイク
ロコンピュータ9の比較手段7の一方の端子に供給す
る。このディジタル値を、Vp とする。
【0020】一方、前記微分回路12に入力した信号c
は微分処理され、信号dとなる。そして、比較器13で
しきい値Vthと比較され、比較器13からは信号eが出
力される。この信号eは遅延回路14で所定時間遅延さ
れ、割込み手段15に入力する。割込み手段15は、遅
延信号fの立上がりで、前記第1のA/D変換器4aの
出力値Vp を読み込み、図3に関して後述する処理をす
る。
【0021】なお、前記遅延時間は、図2の信号fの立
上がりのタイミングが前記包絡線検波信号eのノッキン
グ信号のピーク値のタイミングとほぼ一致する時間とす
る。
【0022】前記のように、遅延信号fの立上がりで、
前記A/D変換器4aの出力値Vpを読み込むと、スパ
イク的ノイズは、図2(c) に示されているようにパルス
幅が小さいので、読み込まれず、該ノイズが終了した後
の信号が読み込まれるようになることは明らかである。
【0023】次に、図3のフローチャートを参照して、
前記割込み動作を説明する。割込み手段15は、信号f
が入力するとその立上がりでステップS1およびS2の
処理をする。すなわち、前記第1のA/D変換器4aの
A/D変換値Vp の読込みと、第2のA/D変換器4b
のA/D変換値VA の読込みを行う。次に、ステップS
3に進んで、ノック判別のしきい値VTHを演算する。こ
の演算は前記増幅オフセット加算手段6で行われ、該し
きい値VTHは、下式から求められる。
【0024】VTH=VA ×K+Vofs ここに、Kは定数、Vofs はオフセット値を示し、これ
らはエンジンのセッティング時に決まる値である。
【0025】次に、ステップS4、S5に進んで、ノッ
ク判別処理、すなわちVK =Vp −VTHが正か否かを判
別する処理が行われる。VK >0の時(ステップS5が
肯定)にはノッキングが発生しているので、ステップS
6に進んで、遅角補正処理を実行し、ステップS8に進
む。一方、VK ≦0の時(ステップS5が否定)にはノ
ッキングが発生していないので、ステップS7に進み、
遅角補正処理を実行することなくステップS8に進む。
ステップS8では、ノック補正遅角量の演算処理が行わ
れる。これにより、燃料噴射、点火等のタイミングが補
正される。なお、前記遅角補正処理は本発明とは関係が
ないので、詳しい説明は省略する。
【0026】以上のように、本実施例によれば、包絡線
検波されたノッキング信号を微分回路12で微分し、比
較器13で所定のしきい値Vthと比較した後、該比較器
13の出力信号を遅延回路14で予定時間遅延し、遅延
された信号の立上がりを前記ノッキング信号の読込みタ
イミングとしたので、ノッキング信号が発生すると予想
される時間帯にスパイク的ノイズが乗っていても、これ
をノッキング信号と誤判定することがない。
【0027】よって、本実施例によれば、ノイズに影響
されないノッキング判定をすることができる。
【0028】次に、本発明の第2実施例を、図4、図5
を参照して説明する。図4は本実施例の構成を示すブロ
ック図であり、図1と同一の符号は、同一又は同等物を
示す。 この第2実施例が第1実施例と異なる所は、図
1の遅延回路14を除去した点、および割込み手段15
が比較器13の出力信号の立下がりを割込みタイミング
とし、このタイミングで前記第1のA/D変換器4aの
出力Vp と、第2のA/D変換器4bの出力VA を読込
むようにした点である。
【0029】本実施例の要部の動作を、図5の波形図を
参照して説明する。整流検波回路3で包絡線検波された
信号cは微分回路12で微分され、信号dとなって比較
器13に入力する。比較器13は該信号dと予め設定さ
れたしきい値16(=Vth)とを比較し、その出力信号
eを割込み手段15に供給する。
【0030】割込み手段15は該信号eが入力してくる
と、入力信号の立下がりを検出し、これを割込みタイミ
ングとする。そして、第1実施例で説明した図3の割込
み処理を実行する。
【0031】本発明者は、実験により、前記信号cの立
下がりのタイミングは、前記信号cのノッキング信号の
ピーク値となるタイミングとほぼ一致すること見いだ
した。 以上のように、本実施例においても、第1実施
例と同等の効果を得ることができる。
【0032】次に、前記第1、第2実施例の第1のA/
D変換器4aの前段に、サンプルホールド回路を挿入
し、第1実施例の場合は前記遅延回路14の出力信号f
の立上がりで、第2実施例の場合は前記比較器13の出
力信号eの立ち下がりで、包絡線検波された信号cをサ
ンプリングホールドするようにすると、マイクロコンピ
ュータのA/D読込みに遅れが生じても、本来読込むべ
きノッキング信号のピーク値付近の信号を読込むことが
できるというメリットがある。
【0033】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、リレーサージ、点火ノイズ等のスパイクノイ
ズが発生しても、これをノッキング信号と誤検出するこ
とがなくなるという効果がある。
【0034】また、このため、例えばエンジンの点火時
期を遅らす等のノッキングを押さえる制御をして、エン
ジンのパワーを落とし、ドライバビリティを悪化させる
ことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】 図1の要部の信号の波形を示す図である。
【図3】 図1の割込み手段の動作を説明するためのフ
ローチャートである。
【図4】 本発明の第2実施例の構成を示すブロック図
である。
【図5】 図4の要部の信号の波形を示す図である。
【図6】 従来装置の動作を説明するための波形図であ
る。
【符号の説明】
1…ノックセンサ、3…整流検波回路、4a、4b…A
/D変換器、5…平均化回路、12…微分回路、13…
比較器、14…遅延回路、15…割込み手段
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02P 5/152 F02D 45/00 368 F02P 5/153

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】包絡線検波されたノックセンサの出力信号
    を用いてノッキング信号を検出するようにしたノッキン
    グ制御装置において、 前記包絡線検波されたノックセンサの出力信号を微分す
    る手段と、 微分された信号を予め定められたしきい値と比較する比
    較手段と、 該比較手段の出力を遅延する手段と、 前記手段により遅延された信号を入力とし、該信号の立
    上がりタイミングを割込みタイミングとする割込み手段
    とを具備し、 前記割込み手段により、前記包絡線検波されたノックセ
    ンサの出力信号の値を読込むようにしたことを特徴とす
    るノッキング制御装置。
  2. 【請求項2】前記請求項1のノッキング制御装置におい
    て、前記包絡線検波されたノックセンサの出力信号を前
    記遅延手段の出力信号の立上がりタイミングでサンプリ
    ングするサンプリングホールド回路を設け、 前記割込み手段により、前記サンプリングホールドされ
    た信号を読込むようにしたことを特徴とするノッキング
    制御装置。
  3. 【請求項3】包絡線検波されたノックセンサの出力信号
    を用いてノッキング信号を検出するようにしたノッキン
    グ制御装置において、 前記包絡線検波されたノックセンサの出力信号を微分す
    る手段と、 微分された信号を予め定められたしきい値と比較する比
    較手段と、 前記比較手段の出力信号を入力とし、該信号の立下りタ
    イミングを割込みタイミングとする割込み手段とを具備
    し、 前記割込み手段により、前記包絡線検波されたノックセ
    ンサの出力信号の値を読込むようにしたことを特徴とす
    るノッキング制御装置。
  4. 【請求項4】前記請求項3のノッキング制御装置におい
    て、前記包絡線検波されたノックセンサの出力信号を前
    記比較手段の出力信号の立下がりタイミングでサンプリ
    ングするサンプリングホールド回路を設け、 前記割込み手段により、前記サンプリングホールドされ
    た信号を読込むようにしたことを特徴とするノッキング
    制御装置。
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