JPH0248853B2 - - Google Patents
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- JPH0248853B2 JPH0248853B2 JP56076793A JP7679381A JPH0248853B2 JP H0248853 B2 JPH0248853 B2 JP H0248853B2 JP 56076793 A JP56076793 A JP 56076793A JP 7679381 A JP7679381 A JP 7679381A JP H0248853 B2 JPH0248853 B2 JP H0248853B2
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- combustion chamber
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、機関の運転に伴つて生じるノツキン
グを検出する装置に関する。
グを検出する装置に関する。
ノツキングに伴つてエンジンブロツクに生じる
機械的振動からノツキングを検出する装置では、
Ｓ／Ｎ比が小さく、帯域フイルタにより所定周波
数範囲の検出信号を選択しても、微小振幅のノツ
キングの検出が困難であるのに対し、機関燃焼室
の圧力変化や圧力変化率（圧力を時間で１次微分
した値）からノツキングを検出する装置が提案さ
れている。燃焼室の圧力変化からノツキングを検
出するものとしては、実開昭55−28997号公報に
示すように、検出した機関燃焼室の圧力をバン
ド・パス・フイルタに通して所望の圧力変化を抽
出するものがあり、また、燃焼室の圧力変化率か
らノツキングを検出するものとしては、実開昭55
−9834号公報に示すように、検出した機関燃焼室
の圧力から圧力上昇率を算出し、その圧力上昇率
が所定値以上か否かを判定するものがある。こう
した機関燃焼室の圧力変化や圧力変化率は、ノツ
キングの検出だけでなく、最小燃費制御、MBT
（minimum advance for best torque）制御（一
般のMBT制御ではクランク角が18゜ATDC〓゜
ATDC：燃焼行程上死点より後のクランク角〓
になる時に燃焼室の圧力が最大となるように点火
時期を帰還制御する。）に用いられており、この
ようなMBT制御では、クランク角が1゜変化する
ごとに燃焼室の圧力のアナログ検出値をアナログ
−デジタル変換してマイクロコンピユータにより
デジタル処理しているが、例えば機関回転数が
2000r.p.m.である場合、検出できる燃焼室圧力変
化の上限は6KHzであり、これに対して、ノツキ
ング周波数は一般に8KHzであつて、ノツキング
を検出するために、ノツキング検出用アナログ回
路が特別に必要となつてコスト上、不利となつて
いる。
機械的振動からノツキングを検出する装置では、
Ｓ／Ｎ比が小さく、帯域フイルタにより所定周波
数範囲の検出信号を選択しても、微小振幅のノツ
キングの検出が困難であるのに対し、機関燃焼室
の圧力変化や圧力変化率（圧力を時間で１次微分
した値）からノツキングを検出する装置が提案さ
れている。燃焼室の圧力変化からノツキングを検
出するものとしては、実開昭55−28997号公報に
示すように、検出した機関燃焼室の圧力をバン
ド・パス・フイルタに通して所望の圧力変化を抽
出するものがあり、また、燃焼室の圧力変化率か
らノツキングを検出するものとしては、実開昭55
−9834号公報に示すように、検出した機関燃焼室
の圧力から圧力上昇率を算出し、その圧力上昇率
が所定値以上か否かを判定するものがある。こう
した機関燃焼室の圧力変化や圧力変化率は、ノツ
キングの検出だけでなく、最小燃費制御、MBT
（minimum advance for best torque）制御（一
般のMBT制御ではクランク角が18゜ATDC〓゜
ATDC：燃焼行程上死点より後のクランク角〓
になる時に燃焼室の圧力が最大となるように点火
時期を帰還制御する。）に用いられており、この
ようなMBT制御では、クランク角が1゜変化する
ごとに燃焼室の圧力のアナログ検出値をアナログ
−デジタル変換してマイクロコンピユータにより
デジタル処理しているが、例えば機関回転数が
2000r.p.m.である場合、検出できる燃焼室圧力変
化の上限は6KHzであり、これに対して、ノツキ
ング周波数は一般に8KHzであつて、ノツキング
を検出するために、ノツキング検出用アナログ回
路が特別に必要となつてコスト上、不利となつて
いる。
本発明の目的は、ノツキング検出のために特別
の回路を設けることなく、燃焼室の圧力からノツ
キングを高精度で検出できるノツキング検出装置
を提供することである。
の回路を設けることなく、燃焼室の圧力からノツ
キングを高精度で検出できるノツキング検出装置
を提供することである。
この目的を達成するために本発明のノツキング
検出装置は、 機関燃焼室の圧力を検出する燃焼圧検出手段
と、 該検出した圧力をクランク角あるいは時間で２
次微分する２次微分手段と、 該２次微分した値からノツキングを判定するノ
ツキング判定手段と を備えたことを特徴としている。
検出装置は、 機関燃焼室の圧力を検出する燃焼圧検出手段
と、 該検出した圧力をクランク角あるいは時間で２
次微分する２次微分手段と、 該２次微分した値からノツキングを判定するノ
ツキング判定手段と を備えたことを特徴としている。
こうして構成された本発明の作用を以下に説明
する。
する。
第１図は燃焼室の圧力ｐをクランク角θで２次
微分した値d2p／dθ2と官能的に評価したノツキン
グの大きさとの関係を示す実験結果である。この
実験では、クランク角が1゜変化するごとに検出し
た燃焼室圧力のデジタルデータを処理した。点火
時期の進角度は燃焼工程上死点より前のクランク
角（゜BTDC）で示してあり、d2p／dθ2は、最大
値から10個のd2p／dθ2を平均化した規格化d2p／
dθ2であり、W.O.T.（wide open throttle）は吸
気系絞り弁が全開状態にあることを示し、−120mm
Hgは吸気管負圧の値である。進角度が増大する
に連れてノツキングの大きさが増大し、かつ
d2p／dθ2とノツキングの大きさとの間に強い相関
関係があることが分かる。クランク角θは時間ｔ
の関数であり、したがつて圧力ｐを２次微分した
値d2p／dt2とノツキングの大きさとの間にも相関
関係があることは明らかである。この結果、サン
プリング間隔がクランク角1゜で比較的大きい場合
にも、燃焼室の圧力ｐをクランク角θあるいは時
間ｔで２次微分した値d2p／dθ2，d2p／dt2からノ
ツキングを検出することができる。
微分した値d2p／dθ2と官能的に評価したノツキン
グの大きさとの関係を示す実験結果である。この
実験では、クランク角が1゜変化するごとに検出し
た燃焼室圧力のデジタルデータを処理した。点火
時期の進角度は燃焼工程上死点より前のクランク
角（゜BTDC）で示してあり、d2p／dθ2は、最大
値から10個のd2p／dθ2を平均化した規格化d2p／
dθ2であり、W.O.T.（wide open throttle）は吸
気系絞り弁が全開状態にあることを示し、−120mm
Hgは吸気管負圧の値である。進角度が増大する
に連れてノツキングの大きさが増大し、かつ
d2p／dθ2とノツキングの大きさとの間に強い相関
関係があることが分かる。クランク角θは時間ｔ
の関数であり、したがつて圧力ｐを２次微分した
値d2p／dt2とノツキングの大きさとの間にも相関
関係があることは明らかである。この結果、サン
プリング間隔がクランク角1゜で比較的大きい場合
にも、燃焼室の圧力ｐをクランク角θあるいは時
間ｔで２次微分した値d2p／dθ2，d2p／dt2からノ
ツキングを検出することができる。
しかも、上記２次微分した値d2p／dθ2，d2p／
dt2は、ノツキングの大きさが大きくなる程より
顕著に増大し、単なる１次微分した値dp／dθ，
dp／dtに比べてノツキングの大きさに対する変
化が大きい為、上記dp／dθ，dp／dtを用いた従
来技術より格段に検出精度が向上する。
dt2は、ノツキングの大きさが大きくなる程より
顕著に増大し、単なる１次微分した値dp／dθ，
dp／dtに比べてノツキングの大きさに対する変
化が大きい為、上記dp／dθ，dp／dtを用いた従
来技術より格段に検出精度が向上する。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
第２図は本発明を適用した電子制御式燃料噴射
機関の実施例を示している。第２図において機関
本体１の燃焼室２は、シリンダブロツク３、ピス
トン４およびシリンダヘツド５から区画され、吸
気弁６の開弁時に吸気ポート７を介して燃料およ
び空気を供給される。燃焼室２の上部には点火プ
ラグ１０が設けられ、点火プラグ１０の点火は、
点火装置１１を介して、マイクロコンピユータを
含む電子制御部１２により制御される。電磁式燃
料噴射弁１３は、吸気ポート７近傍において燃焼
室２へ向けて取付けられ、電子制御部１２からの
電気パルスに応動して燃料を噴射する。圧力セン
サ１４は、圧電素子を含み、シリンダヘツド２に
取付けられて燃焼室２の圧力を検出し、この検出
信号は電子制御部１２へ送られる。
機関の実施例を示している。第２図において機関
本体１の燃焼室２は、シリンダブロツク３、ピス
トン４およびシリンダヘツド５から区画され、吸
気弁６の開弁時に吸気ポート７を介して燃料およ
び空気を供給される。燃焼室２の上部には点火プ
ラグ１０が設けられ、点火プラグ１０の点火は、
点火装置１１を介して、マイクロコンピユータを
含む電子制御部１２により制御される。電磁式燃
料噴射弁１３は、吸気ポート７近傍において燃焼
室２へ向けて取付けられ、電子制御部１２からの
電気パルスに応動して燃料を噴射する。圧力セン
サ１４は、圧電素子を含み、シリンダヘツド２に
取付けられて燃焼室２の圧力を検出し、この検出
信号は電子制御部１２へ送られる。
第３図は、本発明を利用した点火時期制御方法
のフローチヤートである。各ステツプを概略的に
記述してから、詳細に説明する。
のフローチヤートである。各ステツプを概略的に
記述してから、詳細に説明する。
ステツプ21：Ｆ（DMA）＝１？
ステツプ22：d2p／dθ2＞ｋ？
ステツプ23：Ｆ（knock）＝１
ステツプ24：MBT帰還制御中止
ステツプ25：点火時期1゜遅角
ステツプ26：Ｆ（knock）＝１？
ステツプ27：θpmax＝18゜ATDC？
ステツプ28：Ｆ（knock）＝０
ステツプ29：MBT帰還制御
ステツプ30：400msごとに点火時期を1゜進角
ステツプ21ではDMA（直接メモリアクセス）
の標識（フラツグ）ビツトＦ（DMA）が１であ
るか否かを判別し、判別結果が正であればステツ
プ22へ進み、否であればこのプログラムを終了す
る。クランク角が0゜から720゜まで1゜変化するごと
に、アナログ−デジタル変換器により燃焼室の圧
力がデジタル値に変換され、所定の記憶部に記憶
される。全データの記憶が終了すると、Ｆ
（DMA）が０から１へ変化する。ステツプ22で
は、d2p／dθ2＞ｋであるか否かを判別し、判別結
果が正であればステツプ23へ、否であればステツ
プ26へ進む。なおｋは所定値であり、所定振幅以
上のノツキングが生じている場合、d2p／dθ2＞ｋ
である。ステツプ23ではノツクの標識ビツトＦ
（knock）を１にする。ステツプ24では点火時期
のMBT帰還制御を中止する。ステツプ25では点
火時期を1゜だけ遅角する。所定振幅以上のノツキ
ングが発生していることは、ノツク限界、すなわ
ちノツキングを抑制できる最大進角がMBTより
遅角側にあることを意味し、ステツプ25と後述の
ステツプ30との実行により点火時期はノツク限界
にされる。ステツプ26ではノツクの標識ビツトＦ
（knock）が１であるか否かを判別し、判別結果
が正であればステツプ27へ、否であればステツプ
28へ進む。ステツプ27では燃焼室の圧力ｐが最大
となるクランク角θpmaxが18゜ATDCであるか否
かを判別し、判別結果が正であればステツプ28
へ、否であればステツプ30へ進む。θpmax＝
18゜ATDCはMBT帰還制御が行なわれていること
を意味し、点火時期がノツク限界となるように制
御されている場合はθpmax≒21゜ATDCである。
機関の運転状態が変化し、ノツク限界がMBTよ
り進角側へ移ると、点火時期をノツク限界制御か
らMBT帰還制御へ直ちに変更せずに、θpmaxを
21゜ATDCから18゜ATDCへ徐々に移してから
MBT帰還制御を行なう。ステツプ28では、ノツ
クの標識ビツトＦ（knock）を０にする。Ｆ
（knock）＝０はノツク限界がMBTより進角側に
あることを意味する。ステツプ29では点火時期が
MBTとなるようにMBT帰還制御を行なう。ス
テツプ30では、400ms経過ごとに点火時期をクラ
ンク角で1゜だけ進角させる。
の標識（フラツグ）ビツトＦ（DMA）が１であ
るか否かを判別し、判別結果が正であればステツ
プ22へ進み、否であればこのプログラムを終了す
る。クランク角が0゜から720゜まで1゜変化するごと
に、アナログ−デジタル変換器により燃焼室の圧
力がデジタル値に変換され、所定の記憶部に記憶
される。全データの記憶が終了すると、Ｆ
（DMA）が０から１へ変化する。ステツプ22で
は、d2p／dθ2＞ｋであるか否かを判別し、判別結
果が正であればステツプ23へ、否であればステツ
プ26へ進む。なおｋは所定値であり、所定振幅以
上のノツキングが生じている場合、d2p／dθ2＞ｋ
である。ステツプ23ではノツクの標識ビツトＦ
（knock）を１にする。ステツプ24では点火時期
のMBT帰還制御を中止する。ステツプ25では点
火時期を1゜だけ遅角する。所定振幅以上のノツキ
ングが発生していることは、ノツク限界、すなわ
ちノツキングを抑制できる最大進角がMBTより
遅角側にあることを意味し、ステツプ25と後述の
ステツプ30との実行により点火時期はノツク限界
にされる。ステツプ26ではノツクの標識ビツトＦ
（knock）が１であるか否かを判別し、判別結果
が正であればステツプ27へ、否であればステツプ
28へ進む。ステツプ27では燃焼室の圧力ｐが最大
となるクランク角θpmaxが18゜ATDCであるか否
かを判別し、判別結果が正であればステツプ28
へ、否であればステツプ30へ進む。θpmax＝
18゜ATDCはMBT帰還制御が行なわれていること
を意味し、点火時期がノツク限界となるように制
御されている場合はθpmax≒21゜ATDCである。
機関の運転状態が変化し、ノツク限界がMBTよ
り進角側へ移ると、点火時期をノツク限界制御か
らMBT帰還制御へ直ちに変更せずに、θpmaxを
21゜ATDCから18゜ATDCへ徐々に移してから
MBT帰還制御を行なう。ステツプ28では、ノツ
クの標識ビツトＦ（knock）を０にする。Ｆ
（knock）＝０はノツク限界がMBTより進角側に
あることを意味する。ステツプ29では点火時期が
MBTとなるようにMBT帰還制御を行なう。ス
テツプ30では、400ms経過ごとに点火時期をクラ
ンク角で1゜だけ進角させる。
このように本発明によれば、燃焼室の圧力をク
ランク角あるいは時間で２次微分した値からノツ
キングを検出することができる。したがつて低周
波数範囲の燃焼室の圧力変化からノツキングを高
精度で検出することが可能であり、マイクロコン
ピユータを用いる点火時期制御に本発明を利用し
た場合、ノツキング検出のためにノツキング検出
用アナログ回路を特別に設ける必要を除去するこ
とができる。
ランク角あるいは時間で２次微分した値からノツ
キングを検出することができる。したがつて低周
波数範囲の燃焼室の圧力変化からノツキングを高
精度で検出することが可能であり、マイクロコン
ピユータを用いる点火時期制御に本発明を利用し
た場合、ノツキング検出のためにノツキング検出
用アナログ回路を特別に設ける必要を除去するこ
とができる。
第１図は、燃焼室圧力の２次微分値とノツキン
グの大きさとの相関関係を示す実験グラフ、第２
図は本発明を適用した電子制御式燃料噴射機関の
構成図、第３図は本発明の実施例のフローチヤー
トである。 １…機関本体、２…燃焼室、１２…電子制御
部、１４…圧力センサ。
グの大きさとの相関関係を示す実験グラフ、第２
図は本発明を適用した電子制御式燃料噴射機関の
構成図、第３図は本発明の実施例のフローチヤー
トである。 １…機関本体、２…燃焼室、１２…電子制御
部、１４…圧力センサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 機関燃焼室の圧力を検出する燃焼圧検出手段
と、 該検出した圧力をクランク角あるいは時間で２
次微分する２次微分手段と、 該２次微分した値からノツキングを判定するノ
ツキング判定手段と を備えたことを特徴とする、ノツキング検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7679381A JPS57191530A (en) | 1981-05-22 | 1981-05-22 | Knocking detecting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7679381A JPS57191530A (en) | 1981-05-22 | 1981-05-22 | Knocking detecting method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57191530A JPS57191530A (en) | 1982-11-25 |
| JPH0248853B2 true JPH0248853B2 (ja) | 1990-10-26 |
Family
ID=13615502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7679381A Granted JPS57191530A (en) | 1981-05-22 | 1981-05-22 | Knocking detecting method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57191530A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0697028B2 (ja) * | 1985-12-02 | 1994-11-30 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
| JPS62168326U (ja) * | 1986-04-16 | 1987-10-26 | ||
| DE3705278A1 (de) * | 1986-11-08 | 1988-05-11 | Bosch Gmbh Robert | Elektronische steuereinrichtung zur kraftstoffmengenmodulation einer brennkraftmaschine |
| JP2801688B2 (ja) * | 1989-10-23 | 1998-09-21 | 株式会社ジャパンエナジー | 内燃機関の動作状態検出装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54142425A (en) * | 1978-04-28 | 1979-11-06 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Knocking controller |
-
1981
- 1981-05-22 JP JP7679381A patent/JPS57191530A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54142425A (en) * | 1978-04-28 | 1979-11-06 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Knocking controller |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57191530A (en) | 1982-11-25 |
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