JPH03258955A - エンジンのノッキング制御装置 - Google Patents

エンジンのノッキング制御装置

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JPH03258955A
JPH03258955A JP5574890A JP5574890A JPH03258955A JP H03258955 A JPH03258955 A JP H03258955A JP 5574890 A JP5574890 A JP 5574890A JP 5574890 A JP5574890 A JP 5574890A JP H03258955 A JPH03258955 A JP H03258955A
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JP
Japan
Prior art keywords
knocking
time
knock
engine
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP5574890A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Kamado
釜洞 孝一
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

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、エンジンの燃焼期間において発生するノッキ
ングをノックセンサから出力されるノック信号に基づい
て推定して、ノッキングを抑制するようにエンジンを制
御するエンジンのノッキング制御装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来、ノック信号の波形において、ノック信号が基準値
を越えてから最大値に達するまでの時間(立ち上がり速
度)とノッキング強度とが比例関係にあることに着目し
て、立ち上がり速度からノッキング強度を推定し、この
ノッキング強度に応じてノッキングを抑制するようにエ
ンジンを制御する装置が開示されている(例えば、特開
昭58−105036号公報等)。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、前述のように立ち上がり速度だけからノ
ンキング強度を推定する装置では、次のような問題点が
ある。
■エンジン、ノックセンサの特性のばらつきにより、同
しノッキング強度であっても立ち上がり速度は異なる。
■立ち上がり速度を検出するために微分回路を用いた場
合、立ち上がり速度だけでなくノック信号の大きさによ
っても微分回路の出力が異なる。
つぎに、本発明者らがノック信号の波形特性について考
察した結果を以下に説明する。種々のエンジンに関する
試験結果、−船釣なノック信号の波形を第5図(b)に
示す。
第5図(b)において1.ノッキングが発生していない
時(第5図(b)■)は、ノック判定期間(第5図(a
))中(T6〜T10)におけるノック信号の各周期の
ピーク値VPKが基準値VL■以上となってから最大値
VMAXとなるまでの時間(立ち上がり時間二T7〜T
8)TUPと、最大値VMAXとなってからピーク値V
PKが基準値VLV以下となるまでの時間(立ち下がり
時間:T8〜T9)TDNとはほとんど等しい。
一方、ノッキングが発生している時(第5図(b)■)
は、ノック判定期間(第5図(a))中(Tl〜T5)
における立ち上がり時間(T2〜T3)TtJPに比べ
て立ち下がり時間(T3〜T4)TDNが長くなる。即
ち、ノッキング強度は、立ち上がり時間TUPと立ち下
がり時間TDNとの比に比例することが分かった。
本発明は、前述のノック信号の波形特性に関する発見に
着目してなされたものであり、その目的とするところは
、精度よくノッキング強度を推定するエンジンのノンキ
ング制御装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、第1図に示すように、エンジンのノッキング
状態を検出するノックセンサと、前記ノックセンサから
出力されるノック信号の立ち上がり時間を検出する立ち
上がり時間検出手段と、 前記ノック信号の立ち下がり時間を検出する立ち下がり
時間検出手段と、 前記立ち上がり時間が前記立ち下がり時間より小さいほ
どノッキング強度を大きく推定するノンキング強度推定
手段と、 このノッキング強度が所定値より大きい時、ノッキング
を抑制するよう前記エンジンを制御する制御手段と を備えるエンジンのノッキング制御装置を要旨としてい
る。
〔作用〕
以上の構成により、立ち上がり時間検出手段でノック信
号の立ち上がり時間が検出される。同様に、立ち下がり
時間検出手段でノック信号の立ち下がり時間が検出され
る。
そして、ノッキング強度推定手段で立ち上がり時間が立
ち下がり時間より小さいほどノッキング強度を大きく推
定する。制御手段でノッキング強度推定手段にて推定さ
れたノンキング強度が所定値より大きい時、ノッキング
を抑制するようにエンジンが制御される。
〔実施例〕
以下、本発明を適用した一実施例について、図面に基づ
いて説明する。
第2図は、本実施例の構成国である。1は4気筒4サイ
クルエンジン(エンジン)であり、吸入空気が図示しな
いエアクリーナ、エアフロメータを通って吸気管2より
エンジン1へ供給される。
また、エンジン1へ供給される吸入空気量はスロットル
弁3により調節される。
4はディストリビュータであり、エンジン1の基準クラ
ンク角度(例えば、上死点)を検出するための基準角セ
ンサ4aとエンジン1の一定クランク角毎に出力信号を
発生するクランク角センサ4bとを内蔵している。
5はエンジンlのノッキング状態に対応したエンジンブ
ロックの振動を、圧電素子式(ピエゾ素子)、!磁式(
マグネット、コイル)等により検出するノックセンサで
ある。6はノックセンサ5からの出力信号のうちノッキ
ングに関係する周波数成分(ノック信号)のみを抽出す
るためのフィルタ(例えば、バンドパスフィルタ等)で
ある。
7はフィルタ6により抽出されたノ・ツク信号を増幅す
るための増幅回路である。
そして、8はエンジン1の冷却水温に応じた信号を後述
する電子制御装置(ECU)10へ出力する水温センサ
である。9はECUIOからの制御信号に基づいて、吸
気マニホールドへ燃料を噴射するインジェクタである。
ECUIOは周知のとおり、種々の演算を行うセントラ
ル・プロセッシング・ユニッ) (CPU)10a、制
御プログラム等が記憶されている読み出し専用のリード
・オンリ・メモリ(ROM)1ob、演算データ等を一
時的に記憶する書き込み・読み出し可能なランダム・ア
クセス・メモリ(RAM)10 c、アナログ信号をデ
ィジタル信号に変換するアナログ・ディジタル・コンバ
ータ(ADC)10d、前述の各種センサからのセンサ
信号をECUIOに取り込むための人力ボート10e、
前述の各種アクチュエータへ制御信号を出力するための
出力ポート10f、これらを相互接続するバス10gに
より構成されている。そして、前述の種々のセンサ信号
に基ずき点火時期、燃料噴射量等の制御量が演算され、
前述のアクチュエータへ制御信号を出力する。
次に、前述のように構成されるエンジン1のノッキング
制御の作動について第3図および第4図に示すフローチ
ャートに基づいて説明する。
まず、ノンキング検出処理について第3図に示すフロー
チャートに基づいて説明する。以下のルーチンは、ノッ
ク信号(第5図(b))の各周期におけるピーク値VP
KがADC10dでA/D変換される毎に起動されるも
のである。ピーク値V P K(7)A/D変換は、特
開昭59−90019号公報等に開示されているように
、ノック信号が所定レベルを横切ってから所定時間後に
行われる。
ステップ99でノック判定期間中か否かを検出する。こ
こで、ノッキングの誤判定を防止するため、ノンキング
検出処理は、基準角センサ4aとクランク角センサ4b
とから出力される信号に基づいて一定期間(ノック判定
期間:例えば、本実施例では、上死点から上死点後90
″CAまで)のノック信号のみに基づいて行う。ノック
判定期間中である場合は、ステップ100へ進み、後述
するフラグFKGをリセットする。そして、ステップ1
01〜ステツプ106のノック信号処理を行う。ステッ
プ101で変換値VADを読み込む。
ここで、変換値VADは前述のようにノック信号の各周
期におけるピーク値VPKをA/D変換した値である。
そして、ステップ102で変換値VADが基準[VLV
以上であるか否かを検出する。ここで、基準値VLVと
しては所定値としてもよいが、ノックセンサ5の特性変
化等も考慮して設定した方がよい。そこで、本実施例で
は特開昭59−90019号公報に開示される判定レベ
ルのように基準値VLVを変換値VADの平均値を定数
倍した値とする。変換値VADが基準値■LV未満であ
る時は本ルーチンを終了する。また変換値VADが基準
値VLV以上である時は、ステップ103へ進み、カウ
ンタCP2をインクリメントする(CP2←CP2+1
)。ここで、カウンタCP2は今回の点火におけるノッ
ク判定期間中の変換値VADが基準値VLV以上であっ
た回数をカウントするものである。そして、ステップ1
04〜ステツプ105でノック判定期間における変換値
VADの最大IVMAXを検出する。
詳しくは、ステップ104で変換値VADが前回の制御
タイミングにおける最大値VMAXより大きいか否かを
検出する。変換値VADが前回の制御タイえングにおけ
る最大値VMAX以下の時は、本ルーチンを終了する。
また、変換値VADが前回の制御タイミングにおける最
大値VMAXより大きい時は、ステップ105へ進み、
変換値VADを今回の制御タイミングにおける最大値V
MAXとして代入する(VMAX←VAD)、続く、ス
テップ106でカウンタCPIヘカウンタCP2の値を
代入する。ここで、カウンタCP1はノック判定期間中
において変換値VADが基準値■LV以上となってから
最大値VMAXとなるまでの回数をカウントするもので
ある。ここで、ピーク値VPKは、はぼ一定の時間周期
で現れる。したがって、カウンタCPIは、ノック判定
期間中においてノック信号が基準値VLV以上となって
から最大値VMAXとなるまでの立ち上がり時間TUP
に対応する。そして、本ルーチンを終了する。よって、
ノック判定期間中は前述のステ・ンプ101〜ステップ
106の処理が行われる。
一方、ステップ100でノック判定期間中でない時は、
ステップ107へ進む。ステ・ンプ107でフラグFL
Gの状態を検出する。ここで、フラグFLGは各点火に
おけるノッキング検出が行われるとセット(ステップ1
12)され、ノック判定期間が始まるとリセット(ステ
ップ100)されるものである。ステップ107でフラ
グFLGがセットされている(FLG=1)時は、既に
今回の点火におけるノッキング検出が行われているので
本ルーチンを終了する。また、フラグFLGがリセット
されている(FLG=O)時は、今回の点火におけるノ
ッキング検出が行われていないので、ステップ108〜
ステツプ112のノッキング検出処理を行う。
まず、ステップ108でノック判定期間中においてノッ
ク信号が最大値VMAXとなってから基準値VLVより
小さくなるまでの立ち下がり時間TDNを検出する。詳
しくは、ノック信号が基準値VLV以上である時間(カ
ウンタCP2)から立ち上がり時間TUPを引くことに
より検出できる。そこで、カウンタCP2の値からカウ
ンタCP1の値を引いた値をカウンタCP2へ代入する
(CP2←CP2−CPI)。したがって、カウンタC
P2は立ち下がり時間TDNに対応する。
そして、ステップ109で立ち下がり時間TDNと立ち
上がり時間TUPとの時間比率T (=CP2/CPI
)によりノッキング強度を推定する。
ここで、ノッキングが発生した時のノック信号は第5図
(b)■に示すように立ち上がり時間TUPに比べて立
ち下がり時間TDNが長くなる。よって、ノッキング強
度が大きいほど時間比率Tも大きくな°る。してがって
、この関係よりノッキング強度を推定することができる
。そして、この推定されたノッキング強度が所定強度以
上、即ち時間比率Tが所定値CNT (例えば、本実施
例では4気筒エンジンで2〜3)以上か否かによってノ
ッキングの発生状態を検出する。時間比率Tが所定値C
NTより小さい時は、ノッキングが発生していないと判
断してステップ110へ進み、ノッキングが発生してい
る時にセットされるフラグKCSをリセット(KSC←
0)し、ステップ112へ進む。
また、ステップ109で時間比率Tが所定値CN7以上
の時は、ノッキングが発生していると判断してステップ
111へ進み、フラグKC3をセット(KC3←1)し
、ステップ112へ進む。
そして、ステップ112で今回の点火におけるノッキン
グ検出をしたことを示すフラグFLGをセット(FLG
←1)し、本ルーチンを終了する。
以下、前述ノッキング検出処理で検出されたノッキング
の発生状態に応じた点火時期制御について第4図に示す
フローチャートに基づいて説明する。この点火時期制御
は、外部割り込みにより処理が開始されるものである。
例えば、本実施例においては、各気筒毎の下死点後60
°CAのタイミングにより処理が開始される。
まず、ステップ201でノッキングの発生状態即ち、フ
ラグKC3の状態を検出する。フラグKCSが設定され
ていない(KC3=O)、即ち、ノッキングが発生して
いない場合はステップ202へ進み、ステップ202で
遅角値θDから所定角θl(例えば、本実施例では0.
 2°CA)だけ減算する(θD←θD−θ1)6 また、ステップ201でフラグKC3が設定されている
(KC3=1)、即ち、ノッキングが発生している場合
はステップ203へ進み、ステップ203で遅角値θD
に所定角θ2(例えば、本実施例では0.3°CA)だ
け加算する(θD←θD+02)。
そして、ステップ204で制御遅角値θAを基本点火時
期θから遅角値θDを減算した値に設定する。さらに、
ステップ205でステップ204において設定された制
御遅角値θAを時間に変換する。
最後に、ステップ206でステップ205において変換
された制御遅角値θAに対応する時間を点火時期制御信
号としてイグナイタ4へ出力する。
してかって、ノッキングが発生している場合は点火時期
が遅角されノッキングが抑制されるように制御される。
以上のように、本実施例ではノッキング強度をノック判
定期間におけるノック信号の立ち上がり時間と立ち下が
り時間との時間比率により推定する。よって、エンジン
1、ノッキングセンサ5等の特性の違いによるノック信
号のばらつきを吸収することができる。したがって、精
度良くノッキング強度を推定することができる。
前述の第3図に示すノッキング検出処理は、ノック信号
の各周期におけるピーク値VPKがADClodでA/
D変換される毎に起動されるものであるが、ノック信号
の周期より短い所定周期毎に起動されるようにしても本
発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、ノッキング強度(時間比率)
が所定値以上か否かによってノンキングの発生状態を検
出し、ノンキングが発生している場合は一定量だけ遅角
するように点火時期を補正している。しかし、ノッキン
グが発生している場合は、そのノッキング強度に応じて
点火時期の遅角量を可変とするようにしてもよい。また
、ノッキングの発生状態により点火時期を制御するかわ
りに燃料噴射量(空燃比)、過給圧等を制御するように
してもよい。
応した一実施例の構成図、第3図、第4図は前記実施例
の作動説明に用いるフローチャート、第5図はノック信
号の波形特性図である。
l・・・エンジン、4・・・イグナイタ、5・・・ノッ
クセンサ、9・・・インジェクタ、10・・・ECU。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エンジンのノッキング状態を検出するノックセン
    サと、 前記ノックセンサから出力されるノック信号の立ち上が
    り時間を検出する立ち上がり時間検出手段と、 前記ノック信号の立ち下がり時間を検出する立ち下がり
    時間検出手段と、 前記立ち上がり時間が前記立ち下がり時間より小さいほ
    どノッキング強度を大きく推定するノッキング強度推定
    手段と、 この推定されたノッキング強度が所定値より大きい時、
    ノッキングを抑制するよう前記エンジンを制御する制御
    手段と を備えることを特徴とするエンジンのノッキング制御装
    置。
  2. (2)前記ノッキング強度推定手段は、 前記立ち上がり時間と前記立ち下がり時間との時間比率
    を算出する時間比率算出手段を備えることを特徴とする
    請求項(1)記載のエンジンのノッキング制御装置。
  3. (3)前記立ち上がり時間検出手段は、 ノック判定期間中におけるノック信号が基準値以上とな
    ってから最大値となるまでの立ち上がり時間を測定する
    立ち上がり時間測定手段を備え、前記立ち下がり時間検
    出手段は、ノック判定期間中における前記ノック信号が
    最大値となってから基準値以下となるまでの立ち下がり
    時間を検出する立ち下がり時間測定手段を備えることを
    特徴とする請求項(1)ないし(2)記載のエンジンの
    ノッキング制御装置。
JP5574890A 1990-03-07 1990-03-07 エンジンのノッキング制御装置 Pending JPH03258955A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014129389A1 (ja) 2013-02-19 2014-08-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の異常燃焼検出装置
EP4113075A4 (en) * 2020-02-26 2023-08-09 Denso Corporation KNOCK DETERMINATION DEVICE AND KNOCK CONTROL DEVICE

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