JPH03105046A - ノッキング制御回路の故障検出方法 - 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】 〔概　要〕 ノックセンサの出力をピークホールドしてからＡ／Ｄ変
換するノソキング制御回路の故障検出方法に関し、 ピークホールド回路のリセット系の故障を検出すること
を目的とし、 ノックセンサの出力をゲート回路で時間制限してピーク
ホールド回路に入力し、その出力をＡ／Ｄコンバータで
デジタル値に変換してｃＰＵに入力するノッキング制御
回路の故障検出方法において、該ＣＰＵは前記ゲート回
路のオン／オフ、前記ピークホールド回路のリセット、
および前記Ａ／ＤコンバータのＡ／Ｄ変換開始時期をそ
れぞれ制御し、該ピークホールド回路のリセット前にピ
ークのＡ／Ｄ変換を指示し、またリセット後にフェイル
のＡ　／　Ｄ　ｉ　ｔＡを指示し、該フエイルのＡ／Ｄ
変換値が一定値以上のときは該ピークホールド回路のリ
セット系の故障と判定するよう構戊する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はノックセンサの出力をピークホールドしてから
Ａ／Ｄ変換するノッキング制御回路の故障検出方法に関
する。

エンジンの発生トルクは点火タイミングを上死点（ＴＤ
Ｃ）より進角側に移すことで増大するが、点火進角を大
きくし過ぎるとノッキングが発生し易くなる。ノック制
御システム（ＫＣＳ）はノッキングが発生した場合に点
火タイミングを遅角側に戻したり、燃料噴射量を増加さ
せる等してノッキングが継続しないようにしてエンジン
を保護する。このシステムの有効性は、ノッキングを検
出するノックセンサから該センサの信号を処理するＣＰ
Ｕまでの系全体が正常に機能している場合に限られるの
で、各部の故障検出機能を同時に備えることが望まれる
。

〔従来の技術〕

第４図は燃料噴射制御方弐のエンジンシステムの実例を
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とインジエクタ３が配置される。このエンジ
ンｌの吸気系から排気系にかけて吸気温センサ４、スロ
ットルボジシゴンセ？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、０■センサ９、排気温
センサｌＯ等が配置される。

ｌ１はスパークプラグ２の点火制御とインジェクタ３の
噴射制御等を行うエンジン・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〜ＩＯ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
ｌ５、バッテＩＪ　１　６、ノックセンサ５ｌ等がある
。

このコンピュータ１１はイグナイタｌ７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ｌ８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ｌ９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。燃料ボ
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。

第５図は第４図の燃料噴射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１ｌ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
ＣＰＵ３　１に入力する。

ＣＰＵ３　１はメモリ３５を備え、定電圧電源３６で動
作する。３７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ｌ８を点灯させる駆動回路、
該はインジェクタ３、リレー２２、バルブ２０、イグナ
イタｌ７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の数は気箇数に対応し、６気筒では＃
ｌ〜＃６の６本である。

ＫＣＳはノックセンサ５１，Ａ／Ｄコンバータ３４、Ｃ
ＰＵ３　１を用いて構戒される。ノックセンサ５ｌの出
力はノック信号の他に点火ノイズやインテークおよびエ
キゾーストの各バルブノイズ等を含む。この種のノイズ
はノック固有の周波数帯域のフィルタを用いても通過し
てしまうため、時間的に除去する必要がある。一般にノ
ック信号は上死点（ＴＤＣ）付近で発生するため、ＴＤ
Ｃを基準にゲート制御すればノック信号だけを抽出でき
る。また点火時期を基準にゲート制御を行う方法もある
。この種のゲート制御は時間またはクランク角を用いて
行う。

第６図はＡ／Ｄコンバータ３４の前段にゲート回路を設
け、それをＣＰＵ３　１でオン／オフ制御する処理の一
例を示す説明図である。同図（ａ）はＴＤＣタイミング
で起動される割込処理である。この処理では先ずステッ
プＳｌｌで１８０’ＣＡ（ＣＡはクランク角〉に相当す
る時間Ｔ１８０を１２分の１にしてｌ５゜ＣＡ分の時間
Ｄを求める。

次いで、このＤに割込時刻つまりＴＤＣ時刻を加えた値
をゲートＯＮの予定時刻としてコンベアレジスタＣＯＭ
Ｐにセットする。次のステップ３１３では予定時刻でゲ
ート制御用ボートをＯＮにするデータ１を出力レジスタ
にセットする。ステップＳ１１，Ｓ１２によるセットは
（Ｃ）の矢印のに示すように、ＴＤＣからｌ５“ＣＡ後
にゲートをＯＮにすることを意味する。

やがてゲートＯＮの予定時刻になるとタイマ一致による
割込要求信号が発生し、ボートのレベルを規定する出力
ラッチに出力レジスタのｌが書込まれ、同時に（ロ）の
ルーチンが起動される。このときは出力レジスタ＝１で
あるので、ステップＳ２１からステップＳ２２へ分岐す
る。ここでゲート系の故障を検出するためにボートの実
際の状態を調べ、Ｈであれば正常なのでステップＳ２３
，Ｓ２４でゲー｝ＯＦＦの予定時刻をセットする。本例
ではゲートＯＦＦをＴＤＣ後９０゜ＣＡとしているので
、ステッフ゜３２３で９０’ＣＡに相当する時間Ｄ＝Ｔ
　１　８　０／２を求める。そして、ステップＳ２４で
ＴＤＣ割込時刻にＤを算して予定時刻を求め、これをＣ
ＯＭＰにセットする。これは（Ｃ）の矢印■に相当する
。次いでステップＳ２５でゲートをＯＦＦにするＯを出
力レジスタにセットしておく。

やがてゲー｝ＯＦＦの予定時刻になると再びタイマ一致
の割込要求信号が発生し、出力レジスタの０が出力ラッ
チに取込まれ、同時に（ｂ）のルーチンが起動される。

このときは出力レジスタがＯであるのでステップ３２１
からステップＳ２６に分岐する。ここでもゲート系の故
障を検出するためにボートの実際の状態を調べ、Ｌであ
れば正常なのでステップＳ２７で正常モード処理を行う
。

これに対し、ステップＳ２２でボートがＬと判断された
とき、またはステップ３２６でボートがＨと判定された
ときはいずれも異常なのでステップ３２Ｂの故障モード
処理を行う。

ステップＳ２７の正常モード処理は例えば点火進角を可
変してノックを起こさない最大トルクを実現するフィー
ドバック制御である。これに対しステップＳ２８の故障
モード処理は点火進角を最大遅角側に固定し、トルクを
多少犠牲にしてノックを確実に防止するフエイルセイフ
の措置である。

このようなフェイルセイフはノックセンサ５１の故障に
対しても講しられる。例えば特開昭６０１２８９７３号
公報では、Ａ／Ｄコンバータの出力を２種類の区間に分
け、ノック信号の生起し易いノツク判定区間のＡ／Ｄ変
換値はノック判別に使用し、該ノック判定区間以外の区
間のＡ／Ｄ変換値をノックセンサのフェイル検出に使用
している。後者はＡ／Ｄ変換値が一定値以下のときにセ
ンサフェイルと判定するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、ノックセンサの出力を常時Ａ／Ｄ変換してＣ
ＰＵに取込む方法では、ＣＰＵ内の処理が煩雑になるだ
けでなく、多くのメモリ領域を使用する。そこで、Ａ／
Ｄコンバータの前段にピークホールド回路を設け、その
ピーク値だけをＡ／Ｄ変換してノック判定する簡易なＫ
ＣＳもある。

このピークホールド回路は前述したゲート回路の後段に
設置され、ゲートＯＮの期間に保持したピーク値をＡ／
Ｄ変換後にリセットし、次のゲートＯＮに備える。

この様なピークホールド回路を用いるＫＣＳではリセッ
ト系が故障してピーク値をリセットできなくなると、故
障前に保持したピーク値をその後繰り返しＡ／Ｄ変換す
るため、そのままフィードバック制御を続けるとノック
が発生していないのに遅角したり、逆にノックが発生し
ているのに遅角しない不都合が生ずる。

本発明はこのようなピークホールド回路のリセット不良
を簡単に検出できるようにするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の構戒図で、５ｌはノックセンサ、５２
はノック固有の周波数またはその高調波の通過帯域を有
するバンドバスフィルタ（ＢＰＦ）、５３は例えば上死
点（ＴＤＣ）を基準に一定のクランク角区間（例えばＡ
ＴＤＣｌ５゜ＣＡ〜９０゜ＣＡ）だけＯＮになるゲート
回路、５４はゲート回路５３の出力のピーク値をホール
ドするピークホールド回路、３４はピークホールド回路
５４の出力をＡ／Ｄ　（アナログ／デジタル）変換する
Ａ／Ｄコンハー夕である。３ｌは各種の制御を行うＣＰ
Ｕで、ここではゲート回路５３のオン／オフ制御、ピー
クホールド回路５４のリセット、Ａ／Ｄコンバータ３４
のＡ／Ｄ変換開始指示、点火制御等を行うものとして示
してある。

（作用） 第２図は第１図の動作波形図で、（ａ）は正常時、（ｂ
）はピークホールド回路５４のリセット系故障時である
。

ノックセンサ５ｌの出力はＢＰＦ５　２を通過し、ここ
でノック信号以外の波形が極力除去される。

しかし、点火ノイズやバルブノイズ等はＢＰＦ５２を通
過してしまうので、ゲート回路５３によってノック信号
だけをタイミング的に区分して抽出する。このゲート回
路５３の制御は例えば第６図で説明した通りである。ピ
ークホールド回路５４はゲート回路５３を通過したノッ
ク信号の波形を順次取込み、その最大振幅値（ピーク値
）を保持する。ＣＰＵ３　１によるピークホールド回路
５４のリセットは、ピークのＡ／Ｄ変換を行った後に行
われ、次にゲートＯＮにする直前までリセット状態とし
ておく。

ピークホールド回路５４をリセットすると、その出力（
ピーク電圧）はＯｖに近い値に低下する．但し、これは
（ａ）のようにリセット系が正常である場合に限られ、
リセット系が故障しているときは（ｂ）のようにゲー｝
ＯＮ時のピーク値を保持している． そこで本発明では、リセットタイ旦ングを経過した後の
ピーク電圧を再びＡ／Ｄ変換し（これをフエイルのＡ／
Ｄと呼ぶ）、そのＡ　／　Ｄ　値が一定値以下であれば
正常、該一定値を越えていればピークホールド回路のリ
セット系故障と判定する。

この一定値はＯＶに近い値である。

〔実施例〕

第３図は本発明の一実施例を示すフローチャートである
。本例は第１図のシステム構或を基礎としている。同図
のＣＰＵ３　１は第２図（ａ）に示すようにＴＤＣより
進角側で点火し、その後ＴＤＣになると第６図の手順で
ゲート回路５３のＯ　Ｎ／ＯＦＦを制御し、実際にゲー
トＯＦＦのタイ旦ングになるとゲート回路５３をＯＦＦ
すると共に第３図（ａ）のルーチンを起動する。このゲ
ートＯＦＦ時の処理はピークのＡ／Ｄ開始をＡ／Ｄコン
バータ３４に対し指示するステップＡＩだけの簡単なも
のである。

このＡ／Ｄ変換が完了するとＡ／Ｄコンバータ３４から
終了信号が出力されるので、ＣＰＵ３　１は（ｂ）のル
ーチンを起動し、ステップＢｌでピークのＡ／Ｄ値を読
込む。次に適当なタイミングになるとステップＢ２でリ
セット信号を反転し（第２図（ａ）の例では立下り）、
ピークホールド回路５４のピーク値をリセットする。こ
のリセット処理でピークホールド回路５４のピーク値が
実際にリセットされたか否かを＆Ｉ認するため、次のス
テップＢ３を適当なタイミング（ピークのリセットから
次のピークホールド開始までの間）で実行する。

このステップＢ３はフェイルのＡ／Ｄ開始をＡ／Ｄコン
バータ３４に指示する処理である。

このフェイルのＡ／Ｄが終了するとＡ／Ｄコンバータ３
４から再び終了信号が出力されるので、ＣＰＵ３　１は
（Ｃ）のルーチンを起動する。このルーチンの最初のス
テップＣｔはフエイルのＡ　／　Ｄ　｛ｉを一定値と比
較する処理である。ここでＡ／Ｄ値が一定値以下であれ
ば正常であるが、一定値を越えているとリセット系の故
障であるので、ステップＣ２の故障モード処理を行う。

この処理内容は第６図（ｂ）のステップ３２８と同じで
よい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、ノックセンサの出力
をピークホールドしてからＡ／Ｄ変換ｔるノッキング制
御回路において、ピークボールド回路のリセット系（リ
セット回路、リセット信号線、ＣＰＵの制御ポート等）
の故障を検出できるようにしたので、該ピークホールド
回路のピーク値に基づき点火進角等をフィードバック制
御するシステムで、該ピーク値のリセット不良に起因す
るノンキングの誤判定、並びに不適正な制御を防止でき
る利点がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の構或図、 第２図は第１図の動作波形図、 第３図は本発明の実施例を示すフローチャート、第４図
はエンジンシステムの一例を示す構或図、第５図は燃料
噴射制御系のブロック図、第６図はゲート制御の説明図
である。 図中、３１はＣＰＵ，３４はＡ／Ｄコンバータ、５１は
ノックセンサ、５２はバンドバスフィルタ、５３はゲー
ト回路、５４はピークホールド回路である。 出　　願　　人 出　　願　　人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ノックセンサ（５１）の出力をゲート回路（５３）
   で時間制限してピークホールド回路（５４）に入力し、
   その出力をＡ／Ｄコンバータ（３４）でデジタル値に変
   換してＣＰＵ（３１）に入力するノッキング制御回路の
   故障検出方法において、該ＣＰＵは前記ゲート回路のオ
   ン／オフ、前記ピークホールド回路のリセット、および
   前記Ａ／ＤコンバータのＡ／Ｄ変換開始時期をそれぞれ
   制御し、該ピークホールド回路のリセット前にピークの
   Ａ／Ｄ変換を指示し、またリセット後にフェイルのＡ／
   Ｄ変換を指示し、該フェイルのＡ／Ｄ変換値が一定値以
   上のときは該ピークホールド回路のリセット系の故障と
   判定するようにしてなることを特徴とするノッキング制
   御回路の故障検出方法。