JPH0270980A - 内燃機関のノッキング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関のノッキング制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、特開昭６２−７９７５号公報のようにラフ２１点
火毎にノック判定レベルを超えたノックセンサ信号をパ
ルスに変換し、そのパルス数が０゜１．２以上かを判別
してパルス数に応じたノック判定レベルの増減を行って
いる。

しかし、この増減方法では、ノックセンサ信号が急変化
する時（急加速、急減速）に、このセンサ信号変化に対
し、ノック判定レベルが追いつかない。即ち高回転にな
るに従い、１点火内に発生するパルス数は増え、ノック
判定パルス数を超える数になるため非ノツクにもかかわ
らずノック発生と誤判断し遅角してしまう。又、急減速
時の様に、ノック判定レベルが高い位置にある時にセン
サ信号が急に小さくなった場合、ノック判定レベルの追
従が遅れ、実際にノックが発生してもノックを検出でき
ないことがある。上記問題点を解決するために次のよう
な方法をとることによって過渡時のノック判定レベルの
追従性を向上させて誤判定による遅角または誤検出によ
るノックを防止することが考えられている。

すなわち、例えば、特開昭６３−５１６９号公報や日本
電装公開技報整理番号５９−０５２　（１９８８年５月
１５日発行）に記載されるごとく、基準レベルが連続的
に増加もしくは減少する回数を計数し、この連続回数が
所定値以上になると、２に準しヘルの補正量を増加もし
くは減少させるものが考えられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、ノックセンサ信号は対数正規分布に従うため
に、急加速・急減速時にノック判定レベルが追従しきれ
ていなくても常に増加側・減少側の判定をし続けるわけ
ではない。このため、連続１′す定が一度すセントされ
るとノック判定レベルの更新量は連続判定回数が所定値
（不感帯値）を越えるまでは一定値のままである。した
がって、従来技術ではノック判定レベル更新の増加側・
減少側の連続判定回数に応じて更新量を可変しないもの
よりはかなり過渡応答性が向上するものの、確率的には
追従遅れが起こり得るという問題点があった。

そのため、本発明は上記の問題点を解決することを目的
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明は第１図に示すごとく、内燃機関のノッキ
ングを検出し、そのノッキング検出状態に応じて点火時
期等のノッキング制御要因の値を補正する内燃機関用ノ
ッキング制御装置において、ノッキング検出器からのノ
ッキング検出信号のうちノッキング周波数成分のみを通
過せしめるフィルタ手段と、 前記フィルタ手段を通過したノッキング検出信号がその
一方の入力に与えられ、他方の入力には基準レベルを表
す信号が与えられる比較手段と、前記比較手段から出力
されるパルスを入力して、その数を計算し、その計算結
果に応じて前記基準レベルを表す信号を前記ノッキング
検出信号のほぼ中央値となるように増減させると共に、
前記計数結果よりノッキングの判定を行いこの判定結果
に応じて前記ノッキング制御要因の値を補正する制御手
段と、所定点火サイクル中または所定期間中に前記基準
レベルが増加側に補正された数と減少側に補正された数
とを計数する第１のカウンタ手段と、 前記基準しくルが増加側と減少側とに何回連続して補正
されたかを計数する第２のカウンタ手段と、この第２の
カウンタ手段の計数値に応じて前記基準レベルの補正量
を増加させる基準レベル補正量増大手段と、 前記第１のカウンタ手段の所定点火サイクル中または所
定期間中における増加側の計数値と減少側の計数値とを
比較する増減回数比較手段と、この比較手段の結果に応
じて次の所定点火サイクルまたは所定期間における前記
基準レベル補正量増大手段を、増加側に反映させるか減
少側に反映させるかを決定する基準レベル増大決定手段
とを備える内燃段間のノッキング制御装置を提供するも
のである。

ここで、所定点火サイクル数を気筒数の整数倍とするこ
とが好ましい。

また、基準レベル増大決定手段として、増減回数比較手
段の結果が、増加回数〉減少回数の時は増加側に反映し
、増加回数く減少回数の時は減少側に反映し、増加回数
＝減少回数の時は前回反映された側で反映するようにす
ればよい。

〔作用〕

これにより、所定点火サイクル中または所定期間中に基
準レベルが増加側に補正された数と減少側に補正された
数とを第１のカウンタ手段により計数し、基準レベルが
増加側と減少側とに何回連続して補正されたかを第２の
カウンタ手段により計数して、この第２のカウンタ手段
の計数値に応じて基準レベル補正量増大手段により基準
レベルの補正量を増加させる。また、第１のカウンタ手
段の所定点火サイクル中または所定期間中における増加
側の計数値と減少側の計数値とを増減回数比較手段によ
り比較して、この比較手段の結果に応じて次の所定点火
サイクルまたは所定間間における基準レベル補正量増大
手段を、増加側に反映させるか減少側に反映させるかを
、基準レベル増大決定手段により決定する。

〔実施例〕

次に本発明によるノッキング制御装置の具体的構成とそ
の作用を明らかにするため、図面に示す実施例について
説明する。第２図において、■は機関のノッキングによ
る振動音等を検出するノッキング検出器、２はノッキン
グ検出器１の検出信号のうちの所定の周波数成分のみを
通過させるフィルタ回路、５は検出信号とマイクロコン
ピュータ６からのディジタル信号をＤ−Ａ変換した抵抗
ラダー７の出力信号とを比較するコンパレータである。

そして、前記のマイクロコンピユークロはコンパレータ
５からの判定パルス（ノックパルス）を計数し、この計
数結果に応じて抵抗ラダー７に信号を送るとともに、イ
グナイタを含む点火制御装置８に信号を送るものであっ
て、中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ）　、入出力装置（Ｉｌｏ）などを備えている。

フィルタ回路２はコンデンサ及び抵抗により構成され、
ノッキング検出器１からの検出信号はこのフィルタ回路
２を通過させる事によって高周波数ならびに低周波数の
ノイズ成分が除去され、周波数８ＫＨ，付近の機関のノ
ッキング成分のみが通過する。マイクロコンピュータ６
は周知の発振回路６−２、電源オン−リセット回路６−
３、及び図示せぬ電源回路が周辺回路として構成されて
おり、機関の基準位置を点火制御装置８からの点火信号
（基準位置波形整形信号）Ｎｅを割込み端子であるｔＲ
Ｑ＠子に受け、この信号を前記判定パルス計数結果に応
じて遅角補正して、出力端子であるＲｏ端子から演算点
火時期信号（ｉｇｔ）として点火制御装置８へ出力する
。

他方、マイクロコンピュータ６においては、フィルタ回
路２を通過したノッキング検出信号と、マイクロコンピ
ュータからのディジタル信号（８Ｂｉｔ）をＤ−Ａ変換
する抵抗ラダー７の出力とを比較するコンパレータ５か
らの出力が入力され、この比較結果は中央処理装置でカ
ウントして処理される。

次に本実施例の動作について第３〜５図を参照して説明
する。第３図（１）〜（４）において波形ａとして示さ
れる機関の回転数と負荷に応じて決定される例えば展進
角位置を示す基準位置信号は、波形整形により波形すの
ような基°窄位置波形整形信号Ｎｅとしてマイクロコン
ピュータ６のｉＲＱ端子に入力され、動作演算が行われ
る。波形Ｃを仔するノッキング検出信号は、基乍位置波
形整形信号Ｎｅに対し、波形ｄの区間τ、すなわち、」
二死点後（ＡＴＤＣ）１０”Ｃ〜９０°ＣＡ付近で発生
する異常燃焼ノ１′ズを含む。

第４図（１）〜（４）において、上記波形ｄの区間τ、
ずなわら、ＡＴＤＣＩＯ°ＣＡ〜９０　’ＣＡの間ノッ
キング検出信号（波形Ｃ）に対し、ノッキング検出信号
のほぼ中央値である基準レベルとして０ＤＡ５Ｆ換（ｉ
ｅをマイクロコンピュータから抵抗ラダー７を経て出力
して、コンパレータ５により相互の比較を行い、波形ｆ
の判定パルスを出力する。

かくして、その判定パルスｆのカウント値に応じてＤ−
Ａ変換値を増減させる。ここで、パルスカウント値に応
じて基準レベルを増減する方法を第５図のフローチャー
トを用いて説明する。基準レベルの増減は、マイクロコ
ンピュータ６の演算により行われる。

第５図のステップ１で所定点火回数（４気筒エンジンの
場合は４点火）が経過しているかを判断し、経過してい
ない時はステップ２で現在ノックセンサ信号が上昇過程
なのか下降過程なのかを示すアップ・ダウン状態フラグ
Ｓが１かどうかを判断する。Ｓ＝１の時は上昇過程であ
ると判断し、ステップ３〜１１までの処理を行う。ノッ
ク判定区間内のノックパルスをカウントし、ステップ３
でノックパルス数がＩＣｐｔｓ以上が１以上かどうかを
判断し、０パルスの時はステップ４で基準レベル■いを
更新量ΔＶいだけ下げ、ステップ５でアップ連続カウン
タｎｕをリセットし、ステップ６でダウン連続カウンタ
ｎｄををインクリメン１−し、ステップ７で所定点火サ
イクル（４点火）中のダウン回数をカウントするダウン
回数カウンタＣｄをインクリメントする。また、ステッ
プ３でノックパルス数が１パルス以上の時はステップ８
で基準レベル■いをアップ連続カウンタｎｕに応じた更
新１ｌｎｕＸΔＶｔｈだけ上げ、ステップ９でダウン連
続カウンタｎｄをリセットし、ステップ１０でアップ連
続カウンタｎｕをインクリメントし、ステップ１１で所
定点火サイクル中のアップ回数をカウントするアップ回
数カウンタＣｕをインクリメントする。逆にステップ２
でアップ・ダウン状態フラグＳ−０の時はノックセンサ
信号が下降過程にあるとしてステップ１２〜２０の処理
を行う。すなわち、下降過程にあるので、Ｓ＝１の時は
ステップ４でΔＶｔｈだけ下げていたのをステップ１３
でダウン連続カウンタｎｄに応じた更新量ｎ　ｄ　ＸΔ
■いだけ下げ、Ｓ＝１の時はステップ８で１ｕＸΔＶい
上げていたのを、ステップ１７でΔＶいたけ上げる。ス
テップ７．１１．１６゜２０の処理が終了すると、点火
回数カウンタＣｃｙをステップ２１でインクリメントす
る。また、ステップ１で所定点火回数（４点火）が経過
したと判断すると、ステップ２２で両回数カウンタＣＵ
とＣｄを比較し、Ｃｕ＞Ｃｄならノックセンサ信号は上
昇過程としてステップ２３でＳ＝１とし、Ｃｕ＜Ｃｄな
ら下降過程としてステップ２４で５＝＝０とし、Ｃｕ＝
Ｃｄなら現状維持とし、ステップ２５でＣｃｙｌ、Ｃｕ
、Ｃｄの各カウンタをリセットす′る。これによって、
基準レベルＶいは過渡時においてアップ・ダウンの連続
判定がリセットされても不感帯がないために連続判定骨
すぐに更新されるので、第６図に示すように従来例と比
較して追従性が向上する。また、定常時においては、所
定点火サイクルまたは所定期間中の、アップ更新回数〉
ダウン更新回数の頻度とアップ更新回数くダウン更新回
数の頻度とがほぼ同じ値になるので、アップ側とダウン
側の更新連続判定が更新量に反映される頻度もほぼ同じ
になり、定常時の安定性は確保される。

ここで、ダウン回数カウンタＣｄおよびアップ回数カウ
ンタＣｕが本発明の第１のカウンタ手段に相当し、ダウ
ン連続カウンタｎｄおよびアップ連続カウンタｎｕが本
発明の第２０カウンタ手段に相当する。

次に第７図のフローチャートを用いて点火時期の遅角量
の演算について説明する。ステップ７０１でノックフラ
グがセットされているか否かをチエツクし、セント、す
なわちノックが発生した場合はステップ７０２へ分岐す
る。

ステップ７０２では、ノッキング発生から一定時間毎に
遅角量を減少させ遅角させるタイミングを決定する為に
時間カウントを行う進角タイマＡＤＴをクリアする。こ
の進角タイマは、クリアは後再びカウントを開始する。

その後、ステップ７０３へ移行し、遅角量の演算を行う
。すなわち、ノック１回当りの遅角量ΔθＲを総遅角量
θＲに加算する。従って点火時期は基本進角よりθＲだ
け遅角して点火することになる。

ステップ７０４では総遅角量θＲと最大遅角量θＲｍａ
　ｘとを比較し、θＲの方が大きい場合ステップ７０５
へ分岐する。最大遅角量は遅角した時の換気温上昇や、
季節によるノック限界の変化を考慮して設定されており
、一般に１０°ＣＡ前後である。ステップ７０５では、
総遅角量θＲを最大遅角量に再設定し復帰する。

次に、ステップ７０１でノックフラグがセットされてい
ない場合、ステップ７０６へ分岐する。

ステップ７０６では進角タイマＡＤＴの値が進角設定時
間ＡＴに達したかどうかを判定し、この進角タイマＡＤ
Ｔが設定時間ＡＴより小さい場合、ＮＯに分岐し復帰す
る。

また、進角タイマＡＤＴが設定時間ＡＴより大きい場合
、進角タイマがクリアされる。例えば最後のノック発生
の点火から、設定時間（例えば０゜４ｓｅｃ）が経過し
たとして、点火時期を進角させる為、ステップ７０７へ
分岐する。

ステップ７０７では、進角タイマをクリアしステップ７
０８へ移行する。ステップ７０Ｂでは、設定時間毎の進
角量ΔθＡ（例えば０．２５°ＣＡ）だけ、総遅角量よ
り減算する。従って次に点火される時の点火時期はΔθ
Ａだけ進角されて点火する。

次にステップ７０９に移行し、ステップ７０９ではθＲ
が０になったかどうかを判定し、０より大きい場合、Ｎ
Ｏに分岐し復帰する。θＲが０より小さいと判断された
時は、ステップ７１０へ分岐し、θＲをクリアして復帰
する。

なお、第５図のフローチャートにおいて基準レベルＶい
は全気筒−率で行ったが、気筒別に基準レベル■いを更
新してもよい。その時はステップ４．８，１３．１７の
基準レベルＶいを現点火の該当気筒ごとについて行う（
４気筒の場合、■い。

Ｖ　ｔｈ２＋　Ｖ　ｔｈ３＋　”　ｔｈ４の４つのＶＬ
ｈを気筒ごとに持つことになる）。また、連続判定も全
気筒−率で行ったが、ステップ５〜７，９〜１１．１４
〜１６．１８〜２０において各カウンタｎｕ、ｎｄ。

Ｃｕ、Ｃｄを気筒別に持ってもよい。また、ステップ３
，１２においてＣｐＬｓ＞１の時はアップ側へ更新し、
ＣＰＬ３＜１の時はダウン側へ更新し、Ｃ２い＝１の時
は基準レベルＶいを保持するようにしてもよい。その際
、ＣｐＬｓ＝１の時はステップ７．１１　（１６，２０
）の各回数カウンタＣｄ。

Ｃｕのインクリメントは行わない。また、このときの各
連続カウンタｎｄ、ｎｕのＣｒｗ＝１の時の処理は、ス
テップ５．６　（１４，１５）のようでもよいし、ステ
ップ９．１０　（１８，１９）のようでもよいし、両方
行わずに保持でもよい。

また、所定点火回数をカウントする代わりに所定期間を
時間でカウントするようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、所定点火サイ
クル中または所定期間中の基準レベルの増加回数と減少
回数との大小により、次の所定点火サイクル中または所
定期間中で、連続判定回数に応じて基準レベルの更新量
を可変するのを、増加側にするか減少側にするかを決定
するようにしたから、ノックセンサ出力が対数正規分布
に従ってばらついて、過渡時にもかかわらず連続判定が
リセットされるようなことがあっても、定常時の安定性
を確保しつつ、確実に基準レベルが過渡時に追従できる
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明装置
の一実施例を示す電気回路図、第３図及び第４図は第２
図図示装置の作動説明に供する各部波形図、第５図及び
第７図は第２図図示装置の作動説明に供するフし１−チ
ャート、第６図は本発明装置と従来装置との点火サイク
ル数−ノツク判定レベル特性図である。 １・・・ノッキング検出器、２・・・フィルタ回路、５
・・・コンパレーク、６・・・マイクロコンピュータ、
７・・・抵抗ラダー、８・・・点火制御装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関のノッキングを検出し、そのノッキング
   検出状態に応じて点火時期等のノッキング制御要因の値
   を補正する内燃機関用ノッキング制御装置において、 ノッキング検出器からのノッキング検出信号のうちノッ
   キング周波数成分のみを通過せしめるフィルタ手段と、 前記フィルタ手段を通過したノッキング検出信号がその
   一方の入力に与えられ、他方の入力には基準レベルを表
   す信号が与えられる比較手段と、前記比較手段から出力
   されるパルスを入力して、その数を計算し、その計算結
   果に応じて前記基準レベルを表す信号を前記ノッキング
   検出信号のほぼ中央値となるように増減させると共に、
   前記計数結果よりノッキングの判定を行いこの判定結果
   に応じて前記ノッキング制御要因の値を補正する制御手
   段と、所定点火サイクル中または所定期間中に前記基準
   レベルが増加側に補正された数と減少側に補正された数
   とを計数する第１のカウンタ手段と、 前記基準レベルが増加側と減少側とに何回連続して補正
   されたかを計数する第２のカウンタ手段と、この第２の
   カウンタ手段の計数値に応じて前記基準レベルの補正量
   を増加させる基準レベル補正量増大手段と、 前記第１のカウンタ手段の所定点火サイクル中または所
   定期間中における増加側の計数値と減少側の計数値とを
   比較する増減回数比較手段と、この比較手段の結果に応
   じて次の所定点火サイクルまたは所定期間における前記
   基準レベル補正量増大手段を、増加側に反映させるか減
   少側に反映させるかを決定する基準レベル増大決定手段
   とを備える内燃機関のノッキング制御装置。
2. （２）前記所定点火サイクル数が気筒数の整数倍である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機関
   のノッキング制御装置。
3. （３）前記基準レベル増大決定手段は、前記増減回数比
   較手段の結果が、増加回数＞減少回数の時は増加側に反
   映し、増加回数＜減少回数の時は減少側に反映し、増加
   回数＝減少回数の時は前回反映された側で反映すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機関のノ
   ッキング制御装置。