JPH0326779B2 - - Google Patents
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- JPH0326779B2 JPH0326779B2 JP58142696A JP14269683A JPH0326779B2 JP H0326779 B2 JPH0326779 B2 JP H0326779B2 JP 58142696 A JP58142696 A JP 58142696A JP 14269683 A JP14269683 A JP 14269683A JP H0326779 B2 JPH0326779 B2 JP H0326779B2
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
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-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
本発明は、内燃機関のノツキング検出装置に係
り、特に、ノツキング抑制装置を備えた自動車用
エンジンに用いるのに好適な、エンジンの振動等
からノツキングを検出するための内燃機関のノツ
キング検出装置の改良に関する。
り、特に、ノツキング抑制装置を備えた自動車用
エンジンに用いるのに好適な、エンジンの振動等
からノツキングを検出するための内燃機関のノツ
キング検出装置の改良に関する。
内燃機関の点火時期は、その出力性能および燃
費性能と密接な関係があることが知られており、
ノツキング発生時に点火時期を遅角側に制御する
ことによつて、点火時期をノツキング限界近傍の
最適点火時期に制御するようにした、ノツキング
抑制装置を備えた自動車用エンジンが知られてい
る。 このノツキング抑制装置においては、例えばエ
ンジンのシリンダブロツクに、該エンジンの振動
等を検出するノツキングセンサを配設し、該ノツ
キングセンサの出力が、予め設定されたノツキン
グ判定レベルより大きくなつたことからノツキン
グが発生していることを検知するようにしてい
る。 前記ノツキング判定レベルとして、従来は、ノ
ツキングセンサの出力信号を整流し、平滑化した
信号を定数倍し、更に、オフセツト電圧を加えた
ものを用いるようにしている。このようなノツキ
ング判定レベルを用いた場合には、ノツキングセ
ンサの出力信号の平均レベルの変化に応じてノツ
キング判定レベルも変化するため、ノイズの影響
を受け難いという特徴を有する。 しかしながら、従来は、ノツキングセンサ出力
の平均レベルの検出を、全てのクランク角度位置
で行なつていたため、平滑化されたノツキングセ
ンサの出力レベルが、第１図に示す如く、ノツキ
ングの有無及び強さに応じて局所的に変化する
と、これに応じてノツキングセンサ出力の平均レ
ベルVmも、第２図に実線Ａで示す如く変動して
しまい、特に、ノツキングが強くなるほどノツキ
ング判定レベルが上昇して、ノツキングの検出性
能が低下するという問題点を有していた。 又、前記のような処理をマイクロコンピユータ
を用いて行なう場合、ノツキングセンサの出力信
号を帯域通過フイルタ（以下BPFと称する）に
通した信号は、一般に、数ｋHzと周波数が高いた
め、これを直接アナログ−デジタル変換（以下
Ａ／Ｄ変換と称する）することは、マイクロコン
ピユータの負担が大きくなり、高速、即ち高価な
Ａ／Ｄ変換器を必要とし、非現実的である。そこ
で従来は、第３図に示す如く、ノツキングセンサ
１０の出力をBPF１２に通した後、整流回路１
４および平滑回路１６によつて整流・平滑化した
信号を、低速のＡ／Ｄ変換器１８で、例えば８ビ
ツトのデジタル信号に変換してマイクロコンピユ
ータ３０に取込み、これを基に算出したノツキン
グ判定レベルを、デジタル−アナログ変換器（以
下Ｄ／Ａ変換器と称する）２０でアナログ電圧に
変換し、比較器２２で前記BPF１２の出力と比
較して、ノツキング判定結果を得るようにしてい
る。図において、２４は、エンジンの各気筒の点
火時期もしくは上死点等の特定クランク角度位置
を検出するための基準クランク角度センサ、２６
は、該基準クランク角度センサ２４の出力を波形
整形して前記マイクロコンピユータ３０に入力す
るための波形整形回路である。
費性能と密接な関係があることが知られており、
ノツキング発生時に点火時期を遅角側に制御する
ことによつて、点火時期をノツキング限界近傍の
最適点火時期に制御するようにした、ノツキング
抑制装置を備えた自動車用エンジンが知られてい
る。 このノツキング抑制装置においては、例えばエ
ンジンのシリンダブロツクに、該エンジンの振動
等を検出するノツキングセンサを配設し、該ノツ
キングセンサの出力が、予め設定されたノツキン
グ判定レベルより大きくなつたことからノツキン
グが発生していることを検知するようにしてい
る。 前記ノツキング判定レベルとして、従来は、ノ
ツキングセンサの出力信号を整流し、平滑化した
信号を定数倍し、更に、オフセツト電圧を加えた
ものを用いるようにしている。このようなノツキ
ング判定レベルを用いた場合には、ノツキングセ
ンサの出力信号の平均レベルの変化に応じてノツ
キング判定レベルも変化するため、ノイズの影響
を受け難いという特徴を有する。 しかしながら、従来は、ノツキングセンサ出力
の平均レベルの検出を、全てのクランク角度位置
で行なつていたため、平滑化されたノツキングセ
ンサの出力レベルが、第１図に示す如く、ノツキ
ングの有無及び強さに応じて局所的に変化する
と、これに応じてノツキングセンサ出力の平均レ
ベルVmも、第２図に実線Ａで示す如く変動して
しまい、特に、ノツキングが強くなるほどノツキ
ング判定レベルが上昇して、ノツキングの検出性
能が低下するという問題点を有していた。 又、前記のような処理をマイクロコンピユータ
を用いて行なう場合、ノツキングセンサの出力信
号を帯域通過フイルタ（以下BPFと称する）に
通した信号は、一般に、数ｋHzと周波数が高いた
め、これを直接アナログ−デジタル変換（以下
Ａ／Ｄ変換と称する）することは、マイクロコン
ピユータの負担が大きくなり、高速、即ち高価な
Ａ／Ｄ変換器を必要とし、非現実的である。そこ
で従来は、第３図に示す如く、ノツキングセンサ
１０の出力をBPF１２に通した後、整流回路１
４および平滑回路１６によつて整流・平滑化した
信号を、低速のＡ／Ｄ変換器１８で、例えば８ビ
ツトのデジタル信号に変換してマイクロコンピユ
ータ３０に取込み、これを基に算出したノツキン
グ判定レベルを、デジタル−アナログ変換器（以
下Ｄ／Ａ変換器と称する）２０でアナログ電圧に
変換し、比較器２２で前記BPF１２の出力と比
較して、ノツキング判定結果を得るようにしてい
る。図において、２４は、エンジンの各気筒の点
火時期もしくは上死点等の特定クランク角度位置
を検出するための基準クランク角度センサ、２６
は、該基準クランク角度センサ２４の出力を波形
整形して前記マイクロコンピユータ３０に入力す
るための波形整形回路である。
しかしながら、このような従来の装置において
は、Ａ／Ｄ変換器１８とＤ／Ａ変換器２０が共に
必要となり、回路が複雑となつて、コストも高く
なるという問題点を有していた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、ノツキングの強さに拘らず適切な
ノツキング判定レベルを設定することができると
共に、ノツキング判定に際して他のノイズの影響
を受けることがなくなり、従つて、ノツキングの
検出精度を向上することができ、更に、デジタル
処理を行なうに際して、Ａ／Ｄ変換器によるＡ／
Ｄ変換処理が不要であり、従つて、回路を簡素化
してコストダウンを図ることができる内燃機関の
ノツキング検出装置を提供することを目的とす
る。
は、Ａ／Ｄ変換器１８とＤ／Ａ変換器２０が共に
必要となり、回路が複雑となつて、コストも高く
なるという問題点を有していた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、ノツキングの強さに拘らず適切な
ノツキング判定レベルを設定することができると
共に、ノツキング判定に際して他のノイズの影響
を受けることがなくなり、従つて、ノツキングの
検出精度を向上することができ、更に、デジタル
処理を行なうに際して、Ａ／Ｄ変換器によるＡ／
Ｄ変換処理が不要であり、従つて、回路を簡素化
してコストダウンを図ることができる内燃機関の
ノツキング検出装置を提供することを目的とす
る。
本発明は、エンジンの振動等からノツキングを
検出するための内燃機関のノツキング検出装置に
おいて、エンジンの振動、指圧、音等を検出する
ノツキングセンサ又は共振型ノツキングセンサ
と、帯域通過フイルタを通過した前記ノツキング
センサ出力又は前記共振型ノツキングセンサ出力
を整流する整流手段と、該整流手段出力を平滑化
する平滑手段と、ノツキングが主に発生するノツ
キング判定区間では、前記帯域通過フイルタ又は
共振型ノツキングセンサの出力を比較手段の一方
の入力端子に入力し、一方、ノツキングがほとん
ど発生しないノイズ判定区間では、前記平滑手段
の出力を比較手段の同じ入力端子に入力するため
のスイツチ手段と、前記ノツキング判定区間で
は、前記スイツチ手段により選択された前記帯域
通過フイルタ又は共振型ノツキングセンサ出力と
ノツキング判定レベルとを比較し、一方、前記ノ
イズ判定区間では、前記スイツチ手段により選択
された前記平滑手段の出力と順次レベルが変化す
るアナログ−デジタル変換用比較レベルとを比較
する比較手段と、該比較手段の前記ノイズ判定区
間における比較結果に基づいて、前記比較レベル
を変化させると共に、前記ノツキングセンサ出力
の平均レベルを求め、この平均レベルより前記ノ
ツキング判定レベルを求め、一方、前記比較手段
の前記ノツキング判定区間における比較結果に基
づいてノツキングの有無を判定するデジタル演算
手段と、前記比較レベル及びノツキング判定レベ
ルのデジタル値をアナログ値に変換し、前記比較
手段の他方の入力端子に出力するデジタル−アナ
ログ変換手段とを備えることにより、前記目的を
達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記平滑手段の時定
数を0.5〜2msecの範囲に設定して、時定数が大
きすぎることによるノツキングセンサ出力の平均
レベルの変動および時定数が小さすぎることによ
る平滑化の不完全を防止し、より適切なノツキン
グ判定レベルが得られるようにしたものである。
検出するための内燃機関のノツキング検出装置に
おいて、エンジンの振動、指圧、音等を検出する
ノツキングセンサ又は共振型ノツキングセンサ
と、帯域通過フイルタを通過した前記ノツキング
センサ出力又は前記共振型ノツキングセンサ出力
を整流する整流手段と、該整流手段出力を平滑化
する平滑手段と、ノツキングが主に発生するノツ
キング判定区間では、前記帯域通過フイルタ又は
共振型ノツキングセンサの出力を比較手段の一方
の入力端子に入力し、一方、ノツキングがほとん
ど発生しないノイズ判定区間では、前記平滑手段
の出力を比較手段の同じ入力端子に入力するため
のスイツチ手段と、前記ノツキング判定区間で
は、前記スイツチ手段により選択された前記帯域
通過フイルタ又は共振型ノツキングセンサ出力と
ノツキング判定レベルとを比較し、一方、前記ノ
イズ判定区間では、前記スイツチ手段により選択
された前記平滑手段の出力と順次レベルが変化す
るアナログ−デジタル変換用比較レベルとを比較
する比較手段と、該比較手段の前記ノイズ判定区
間における比較結果に基づいて、前記比較レベル
を変化させると共に、前記ノツキングセンサ出力
の平均レベルを求め、この平均レベルより前記ノ
ツキング判定レベルを求め、一方、前記比較手段
の前記ノツキング判定区間における比較結果に基
づいてノツキングの有無を判定するデジタル演算
手段と、前記比較レベル及びノツキング判定レベ
ルのデジタル値をアナログ値に変換し、前記比較
手段の他方の入力端子に出力するデジタル−アナ
ログ変換手段とを備えることにより、前記目的を
達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記平滑手段の時定
数を0.5〜2msecの範囲に設定して、時定数が大
きすぎることによるノツキングセンサ出力の平均
レベルの変動および時定数が小さすぎることによ
る平滑化の不完全を防止し、より適切なノツキン
グ判定レベルが得られるようにしたものである。
本発明においては、ノツキング判定区間では、
帯域通過フイルタを通過したノツキングセンサ出
力又は共振型ノツキングセンサ出力とノツキング
判定レベルを比較し、一方、ノイズ判定区間で
は、整流手段及び平滑手段によつて整流・平滑化
されたノツキングセンサ出力とアナログ−デジタ
ル（Ａ／Ｄ）変換用比較レベルを比較し、更に、
ノイズ判定区間における比較結果に基づいて、前
記比較レベルを変化させるとともに、前記ノツキ
ングセンサ出力の平均レベルを求め、この平均レ
ベルよりノツキング判定レベルを求め、一方、ノ
ツキング判定区間における比較結果に基づいてノ
ツキングの有無を判定するようにしたので、ノツ
キングの強さに拘らず適切なノツキング判定レベ
ルが設定されると共に、ノツキング判定に際して
他のノイズの影響を受けることがなくなり、ノツ
キングの検出精度が向上し、更に、デジタル処理
を行なうに際して、Ａ／Ｄ変換器によるＡ／Ｄ変
換処理が不要となり、回路を簡素化してコストダ
ウンを図ることができる。
帯域通過フイルタを通過したノツキングセンサ出
力又は共振型ノツキングセンサ出力とノツキング
判定レベルを比較し、一方、ノイズ判定区間で
は、整流手段及び平滑手段によつて整流・平滑化
されたノツキングセンサ出力とアナログ−デジタ
ル（Ａ／Ｄ）変換用比較レベルを比較し、更に、
ノイズ判定区間における比較結果に基づいて、前
記比較レベルを変化させるとともに、前記ノツキ
ングセンサ出力の平均レベルを求め、この平均レ
ベルよりノツキング判定レベルを求め、一方、ノ
ツキング判定区間における比較結果に基づいてノ
ツキングの有無を判定するようにしたので、ノツ
キングの強さに拘らず適切なノツキング判定レベ
ルが設定されると共に、ノツキング判定に際して
他のノイズの影響を受けることがなくなり、ノツ
キングの検出精度が向上し、更に、デジタル処理
を行なうに際して、Ａ／Ｄ変換器によるＡ／Ｄ変
換処理が不要となり、回路を簡素化してコストダ
ウンを図ることができる。
以下図面を参照して、本発明に係る内燃機関の
ノツキング検出装置の実施例を詳細に説明する。 本実施例は、第４図に示す如く、ノツキングに
起因するエンジンの振動、指圧、音等を検出する
ノツキングセンサ１０と、該ノツキングセンサ１
０の出力から、ノツキングに起因する、その特徴
周波数近傍の周波数成分のみを取出すBPF１２
と、該BPF１２の出力を整流する整流回路１４
と、該整流回路１４の出力を平滑化する平滑回路
１６と、マイクロコンピータ３０の出力に応じ
て、ノツキングが主に発生するノツキング判定区
間（例えば10〜70゜ATDC）では、前記BPF１２
の出力を比較器２２の一方の入力端子に入力し、
一方、ノツキングが殆ど発生しないノイズ判定区
間（例えば90〜150゜ATDC）では、前記平滑回路
１６の出力を比較器２２の同じ入力端子に入力す
るためのアナログスイツチ３２，３４と、前記ノ
ツキング判定区間では、該アナログスイツチ３２
を通過した前記BPF１２出力とＤ／Ａ変換器２
０から入力されるノツキング判定レベルを比較
し、一方、前記ノイズ判定区間では、前記アナロ
グスイツチ３４を通過した前記平滑回路１６出力
と、Ｄ／Ａ変換器２０から順次レベルを変化させ
つつ入力されるＡ／Ｄ変換用比較レベルとを比較
するための比較器２２と、エンジンの各気筒の点
火時期もしくは上死点等の特定クランク角度を検
出するための基準クランク角度センサ２４と、該
基準クランク角度センサ２４出力を波形整形し、
パルス状の基準クランク角信号に変換するための
波形整形回路２６と、ノイズ判定区間での比較器
２２出力に基づいて、前記比較レベルを変化させ
ると共に、ノツキングセンサ１０出力の平均レベ
ルVmを求め、これからノツキング判定レベル
Vthを求めるノツキング判定レベル演算処理、及
び、ノツキング判定区間での比較器２２出力に基
づいてノツキングの有無を判定するノツキング判
定処理が行なわれるマイクロコンピユータ３０
と、該マイクロコンピユータ３０から出力され
る、例えば８ビツトのデジタル判定（比較）レベ
ル信号をアナログ信号に変換して前記比較機２２
の他方の入力端子に入力するためのＤ／Ａ変換器
２０と、から構成されている。 前記平滑回路１６は、第５図に詳細に示す如
く、抵抗値Ｒの抵抗器１６Ａと、容量Ｃのコンデ
ンサ１６Ｂから構成されており、その時定数τ
（＝CR）が、0.5〜2msecとなるようにされてい
る。ここで、平滑回路１６の時定数τを0.5〜
2msecの範囲としているのは、次のような理由に
因る。即ち、エンジンのクランク角度に拘らず常
時ノツキングセンサ１０の出力の平均レベルを求
めている従来の平滑回路のように、この平滑回路
の時定数τをほぼ200msecと長い値に設定する
と、時定数が大きいために、平滑回路１６は、ノ
ツキング判定区間からノイズ判定区間にわたる全
ての信号を平滑化することになる。その結果、第
６図に示す如く、平滑回路１６の出力レベルがエ
ンジンのクランク角度に依らずほぼ一定となり、
即ち、ノツキングを含めた全ての信号の平均レベ
ルとなる。従つて、この状態でノツキングが発生
すると、平滑回路１６の出力レベルVmが大きく
なり、これによつてノツキング判定レベルVthも
大きくなるため、ノツキングのレベルと平滑回路
１６のレベルとの差が小さくなつてしまい、ノツ
キングの検出性能が低下するおそれがある。これ
に対して、時定数τを小さくし、例えば、τ＝
0.8ｍsecとすると、同じく第６図に示した如く、
ノイズ判定区間内には、ノツキングの影響による
レベル変動が出なくなるため、前出第２図に一点
鎖線Ｂで示す如く、ノツキングの大きさによら
ず、ノイズ判定区間内でのノツキングセンサ出力
の平均レベルVmが一定となる。従つて、ノツキ
ングの大きさによらずノツキング判定レベルVth
を最適値に設定することができ、検出性能が向上
できる。一方、時定数τを小さくしすぎて、例え
ばτ＝0.3ｍsecとすると、同じく第６図に示した
如く、平滑化が不完全となり、Ａ／Ｄ変換の精度
を低下させてしまう。よつて、時定数τとして
は、0.5〜２ｍsecの範囲が最適となる。 以下、実施例の作用を説明する。 本実施例における各処理は、第７図に示すよう
な流れ図に従つて実行される。即ち、まずステツ
プ110で、前記基準クランク角度センサ２４から
基準クランク角信号が発生されている特定クラン
ク角度、例えば上死点であるか否かを判定する。
判定結果が正である場合には、ステツプ112に進
み、現在の時刻と前回の上死点の時刻から、その
周期を算出する。次いでステツプ114に進み、そ
の値を基に、ノツキング判定区間の開始クランク
角度、例えば10゜ATDC、その終了クランク角度、
例えば70゜ATDC、および、ノイズ判定区間の開
始クランク角度、例えば90゜ATDC、その終了ク
ランク角度、例えば150゜ATDCに対応する時刻を
算出する。次いでステツプ116に進み、前記アナ
ログスイツチ３２を閉、アナログスイツチ３４を
開にセツトし、前記比較器２２の一方の入力端子
に、前記BPF１２出力が加えられるようにする。
次いでステツプ118に進み、その時のノツキング
判定レベルVthを前記Ｄ／Ａ変換器２０に出力す
る。次いでステツプ120に進み、ノツキング判定
開始クランク角度10゜ATDCになるまで持つ。ス
テツプ120の判定結果が正である場合、即ち、
10゜ATDCを過ぎたと判断される時には、ステツ
プ122に進み、前記比較器２２の出力を判定する。
この判定は、ノツキング判定区間が終了するま
で、即ち、ステツプ124でノツキング判定終了ク
ランク角度70゜ATDCを過ぎたことが判定される
まで行なわれる。ステツプ124の判定結果が正で
ある場合には、ステツプ126に進み、前出ステツ
プ122において、比較器２２が出力を発生したこ
と、即ち、ノツキング判定区間内のBPF１２の
出力が、ノツキング判定レベルVthのアナログ変
換電圧より大となつたことが判定された時には、
ノツキング有りと判定して、判定結果を出力す
る。次いでステツプ128に進み、前記アナログス
イツチ３２を開、アナログスイツチ３４を閉にセ
ツトし、前記比較器２２の同じ入力端子に、前記
平滑回路１６の出力が加えられるようにする。次
いでステツプ130に進み、ノイズ判定開始クラン
ク角度90゜ATDCを過ぎたか否かを判定する。判
定結果が正である場合には、ステツプ132に進み、
その時の比較器２２の一方の入力、即ち平滑回路
１６出力を、例えば逐次比較法によりＡ／Ｄ変換
する。次いでステツプ134に進み、前出ステツプ
132でＡ／Ｄ変換された値Vadを、例えば次式の
ようになまし計算することによつて平均化して、
平均レベルVmを求める。 Vmi＝Vmi-1＋（Vad−Vmi-1）／Ｗ ………(1) ここで、Vmiは今回の演算結果、Vmi-1は前回の
演算結果、Ｗはなまし係数である。 次いでステツプ136に進み、ノイズ判定終了ク
ランク角度150゜ATDCを過ぎたか否かを判定す
る。判定結果が否である場合には、前出ステツプ
132に戻り、ステツプ132および134を繰返す。 一方、前出ステツプ136の判定結果が正である
場合、即ち、ノイズ判定区間が終了したと判断さ
れる時には、ステツプ138に進み、その時の演算
結果Vmiを用いて、次式によりノツキング判定
レベルVthを算出して、前出ステツプ110に戻る。 Vth＝Vmi×Ｋ＋OS ………(2) ここでＫ、OSはそれぞれ定数である。 前出第７図に示したルーチンのステツプ132に
おける、逐次比較法によるＡ／Ｄ変換は、具体的
には、第８図に示すようなＡ／Ｄ変換ルーチンに
従つて行なわれる。即ち、まずステツプ210で、
レジスタＡ，Ｂに零をセツトする。次いでステツ
プ212で、レジスタＣに２進級で10000000（８ビツ
トの例）をセツトする。次いでステツプ214に進
み、レジスタＡとレジスタＣの論理和をレジスタ
Ｂに入れる。次いでステツプ216で、該レジスタ
Ｂのデータを前記Ｄ／Ａ変換器２０にＡ／Ｄ変換
用比較レベルとして出力する。次いでステツプ
218に進み、この時の比較器２２の出力がオンで
あるか否か、即ち、平滑回路１６出力の被変換電
圧が、前記Ｄ／Ａ変換器２０出力の比較レベル
（Ｄ／Ａ変換値）よりも大きいか否かを判定する。
判定結果が正である場合には、ステツプ220で、
レジスタＡにＢの値（即ちレジスタＡとＣの論理
和）を入れる。ステツプ220終了後、或は前出ス
テツプ218の判定結果が否である場合には、ステ
ツプ222に進み、レジスタＣを１ビツト右へシフ
トする。次いでステツプ224に進み、ステツプ222
の結果、レジスタＣが零となつたか否かを判定す
る。判定結果が否である場合には、前出ステツプ
214に戻り、ステツプ214〜222を繰返して、比較
レベルを逐次高めていく。一方、前出ステツプ
224の判定結果が正である場合には、ステツプ226
に進み、その時のレジスタＡの値、即ち平滑回路
１６出力のＡ／Ｄ変換値をメモリに格納して、こ
のルーチンを終了する。 このように、Ｄ／Ａ変換器２０と比較器２２を
用いて、ノツキング判定とＡ／Ｄ変換の両方の処
理を行なわせることにより、従来必要であつた
Ａ／Ｄ変換器が不要となり、コストダウンが実現
できる。 本実施例においては、ノイズ判定区間を90〜
150゜ATDCに設定し、ノツキング判定区間を10〜
70゜ATDCに設定しているので、ノツキングの強
さによらず適切なノツキング判定レベルが設定で
き、しかも、ノツキング判定に際して、他のノイ
ズの影響を受けることがなく、適切なノツキング
判定を行なうことができる。尚、前記ノイズ判定
区間やノツキング判定区間の具体的な設定範囲
は、これに限定されない。 又、本実施例においては、平滑回路１６の時定
数τを0.5〜２ｍsecの範囲に設定しているので、
時定数が大きすぎることによるノツキングセンサ
出力の平均レベルVmの変動や、時定数が小さす
ぎることによる平滑化の不完全が防止され、より
適確なノツキング判定レベルを設定することがで
きる。 尚、前記実施例においては、エンジンの振動を
そのまま検出するノツキングセンサ１０と、該ノ
ツキングセンサ１０出力の、ノツキングに起因す
る、その特徴周波数近傍の周波数成分のみ通過さ
せるBPF１２とが組合わせて用いられていたが、
これらの代わりに共振型ノツキング型センサを用
いることも可能である。
ノツキング検出装置の実施例を詳細に説明する。 本実施例は、第４図に示す如く、ノツキングに
起因するエンジンの振動、指圧、音等を検出する
ノツキングセンサ１０と、該ノツキングセンサ１
０の出力から、ノツキングに起因する、その特徴
周波数近傍の周波数成分のみを取出すBPF１２
と、該BPF１２の出力を整流する整流回路１４
と、該整流回路１４の出力を平滑化する平滑回路
１６と、マイクロコンピータ３０の出力に応じ
て、ノツキングが主に発生するノツキング判定区
間（例えば10〜70゜ATDC）では、前記BPF１２
の出力を比較器２２の一方の入力端子に入力し、
一方、ノツキングが殆ど発生しないノイズ判定区
間（例えば90〜150゜ATDC）では、前記平滑回路
１６の出力を比較器２２の同じ入力端子に入力す
るためのアナログスイツチ３２，３４と、前記ノ
ツキング判定区間では、該アナログスイツチ３２
を通過した前記BPF１２出力とＤ／Ａ変換器２
０から入力されるノツキング判定レベルを比較
し、一方、前記ノイズ判定区間では、前記アナロ
グスイツチ３４を通過した前記平滑回路１６出力
と、Ｄ／Ａ変換器２０から順次レベルを変化させ
つつ入力されるＡ／Ｄ変換用比較レベルとを比較
するための比較器２２と、エンジンの各気筒の点
火時期もしくは上死点等の特定クランク角度を検
出するための基準クランク角度センサ２４と、該
基準クランク角度センサ２４出力を波形整形し、
パルス状の基準クランク角信号に変換するための
波形整形回路２６と、ノイズ判定区間での比較器
２２出力に基づいて、前記比較レベルを変化させ
ると共に、ノツキングセンサ１０出力の平均レベ
ルVmを求め、これからノツキング判定レベル
Vthを求めるノツキング判定レベル演算処理、及
び、ノツキング判定区間での比較器２２出力に基
づいてノツキングの有無を判定するノツキング判
定処理が行なわれるマイクロコンピユータ３０
と、該マイクロコンピユータ３０から出力され
る、例えば８ビツトのデジタル判定（比較）レベ
ル信号をアナログ信号に変換して前記比較機２２
の他方の入力端子に入力するためのＤ／Ａ変換器
２０と、から構成されている。 前記平滑回路１６は、第５図に詳細に示す如
く、抵抗値Ｒの抵抗器１６Ａと、容量Ｃのコンデ
ンサ１６Ｂから構成されており、その時定数τ
（＝CR）が、0.5〜2msecとなるようにされてい
る。ここで、平滑回路１６の時定数τを0.5〜
2msecの範囲としているのは、次のような理由に
因る。即ち、エンジンのクランク角度に拘らず常
時ノツキングセンサ１０の出力の平均レベルを求
めている従来の平滑回路のように、この平滑回路
の時定数τをほぼ200msecと長い値に設定する
と、時定数が大きいために、平滑回路１６は、ノ
ツキング判定区間からノイズ判定区間にわたる全
ての信号を平滑化することになる。その結果、第
６図に示す如く、平滑回路１６の出力レベルがエ
ンジンのクランク角度に依らずほぼ一定となり、
即ち、ノツキングを含めた全ての信号の平均レベ
ルとなる。従つて、この状態でノツキングが発生
すると、平滑回路１６の出力レベルVmが大きく
なり、これによつてノツキング判定レベルVthも
大きくなるため、ノツキングのレベルと平滑回路
１６のレベルとの差が小さくなつてしまい、ノツ
キングの検出性能が低下するおそれがある。これ
に対して、時定数τを小さくし、例えば、τ＝
0.8ｍsecとすると、同じく第６図に示した如く、
ノイズ判定区間内には、ノツキングの影響による
レベル変動が出なくなるため、前出第２図に一点
鎖線Ｂで示す如く、ノツキングの大きさによら
ず、ノイズ判定区間内でのノツキングセンサ出力
の平均レベルVmが一定となる。従つて、ノツキ
ングの大きさによらずノツキング判定レベルVth
を最適値に設定することができ、検出性能が向上
できる。一方、時定数τを小さくしすぎて、例え
ばτ＝0.3ｍsecとすると、同じく第６図に示した
如く、平滑化が不完全となり、Ａ／Ｄ変換の精度
を低下させてしまう。よつて、時定数τとして
は、0.5〜２ｍsecの範囲が最適となる。 以下、実施例の作用を説明する。 本実施例における各処理は、第７図に示すよう
な流れ図に従つて実行される。即ち、まずステツ
プ110で、前記基準クランク角度センサ２４から
基準クランク角信号が発生されている特定クラン
ク角度、例えば上死点であるか否かを判定する。
判定結果が正である場合には、ステツプ112に進
み、現在の時刻と前回の上死点の時刻から、その
周期を算出する。次いでステツプ114に進み、そ
の値を基に、ノツキング判定区間の開始クランク
角度、例えば10゜ATDC、その終了クランク角度、
例えば70゜ATDC、および、ノイズ判定区間の開
始クランク角度、例えば90゜ATDC、その終了ク
ランク角度、例えば150゜ATDCに対応する時刻を
算出する。次いでステツプ116に進み、前記アナ
ログスイツチ３２を閉、アナログスイツチ３４を
開にセツトし、前記比較器２２の一方の入力端子
に、前記BPF１２出力が加えられるようにする。
次いでステツプ118に進み、その時のノツキング
判定レベルVthを前記Ｄ／Ａ変換器２０に出力す
る。次いでステツプ120に進み、ノツキング判定
開始クランク角度10゜ATDCになるまで持つ。ス
テツプ120の判定結果が正である場合、即ち、
10゜ATDCを過ぎたと判断される時には、ステツ
プ122に進み、前記比較器２２の出力を判定する。
この判定は、ノツキング判定区間が終了するま
で、即ち、ステツプ124でノツキング判定終了ク
ランク角度70゜ATDCを過ぎたことが判定される
まで行なわれる。ステツプ124の判定結果が正で
ある場合には、ステツプ126に進み、前出ステツ
プ122において、比較器２２が出力を発生したこ
と、即ち、ノツキング判定区間内のBPF１２の
出力が、ノツキング判定レベルVthのアナログ変
換電圧より大となつたことが判定された時には、
ノツキング有りと判定して、判定結果を出力す
る。次いでステツプ128に進み、前記アナログス
イツチ３２を開、アナログスイツチ３４を閉にセ
ツトし、前記比較器２２の同じ入力端子に、前記
平滑回路１６の出力が加えられるようにする。次
いでステツプ130に進み、ノイズ判定開始クラン
ク角度90゜ATDCを過ぎたか否かを判定する。判
定結果が正である場合には、ステツプ132に進み、
その時の比較器２２の一方の入力、即ち平滑回路
１６出力を、例えば逐次比較法によりＡ／Ｄ変換
する。次いでステツプ134に進み、前出ステツプ
132でＡ／Ｄ変換された値Vadを、例えば次式の
ようになまし計算することによつて平均化して、
平均レベルVmを求める。 Vmi＝Vmi-1＋（Vad−Vmi-1）／Ｗ ………(1) ここで、Vmiは今回の演算結果、Vmi-1は前回の
演算結果、Ｗはなまし係数である。 次いでステツプ136に進み、ノイズ判定終了ク
ランク角度150゜ATDCを過ぎたか否かを判定す
る。判定結果が否である場合には、前出ステツプ
132に戻り、ステツプ132および134を繰返す。 一方、前出ステツプ136の判定結果が正である
場合、即ち、ノイズ判定区間が終了したと判断さ
れる時には、ステツプ138に進み、その時の演算
結果Vmiを用いて、次式によりノツキング判定
レベルVthを算出して、前出ステツプ110に戻る。 Vth＝Vmi×Ｋ＋OS ………(2) ここでＫ、OSはそれぞれ定数である。 前出第７図に示したルーチンのステツプ132に
おける、逐次比較法によるＡ／Ｄ変換は、具体的
には、第８図に示すようなＡ／Ｄ変換ルーチンに
従つて行なわれる。即ち、まずステツプ210で、
レジスタＡ，Ｂに零をセツトする。次いでステツ
プ212で、レジスタＣに２進級で10000000（８ビツ
トの例）をセツトする。次いでステツプ214に進
み、レジスタＡとレジスタＣの論理和をレジスタ
Ｂに入れる。次いでステツプ216で、該レジスタ
Ｂのデータを前記Ｄ／Ａ変換器２０にＡ／Ｄ変換
用比較レベルとして出力する。次いでステツプ
218に進み、この時の比較器２２の出力がオンで
あるか否か、即ち、平滑回路１６出力の被変換電
圧が、前記Ｄ／Ａ変換器２０出力の比較レベル
（Ｄ／Ａ変換値）よりも大きいか否かを判定する。
判定結果が正である場合には、ステツプ220で、
レジスタＡにＢの値（即ちレジスタＡとＣの論理
和）を入れる。ステツプ220終了後、或は前出ス
テツプ218の判定結果が否である場合には、ステ
ツプ222に進み、レジスタＣを１ビツト右へシフ
トする。次いでステツプ224に進み、ステツプ222
の結果、レジスタＣが零となつたか否かを判定す
る。判定結果が否である場合には、前出ステツプ
214に戻り、ステツプ214〜222を繰返して、比較
レベルを逐次高めていく。一方、前出ステツプ
224の判定結果が正である場合には、ステツプ226
に進み、その時のレジスタＡの値、即ち平滑回路
１６出力のＡ／Ｄ変換値をメモリに格納して、こ
のルーチンを終了する。 このように、Ｄ／Ａ変換器２０と比較器２２を
用いて、ノツキング判定とＡ／Ｄ変換の両方の処
理を行なわせることにより、従来必要であつた
Ａ／Ｄ変換器が不要となり、コストダウンが実現
できる。 本実施例においては、ノイズ判定区間を90〜
150゜ATDCに設定し、ノツキング判定区間を10〜
70゜ATDCに設定しているので、ノツキングの強
さによらず適切なノツキング判定レベルが設定で
き、しかも、ノツキング判定に際して、他のノイ
ズの影響を受けることがなく、適切なノツキング
判定を行なうことができる。尚、前記ノイズ判定
区間やノツキング判定区間の具体的な設定範囲
は、これに限定されない。 又、本実施例においては、平滑回路１６の時定
数τを0.5〜２ｍsecの範囲に設定しているので、
時定数が大きすぎることによるノツキングセンサ
出力の平均レベルVmの変動や、時定数が小さす
ぎることによる平滑化の不完全が防止され、より
適確なノツキング判定レベルを設定することがで
きる。 尚、前記実施例においては、エンジンの振動を
そのまま検出するノツキングセンサ１０と、該ノ
ツキングセンサ１０出力の、ノツキングに起因す
る、その特徴周波数近傍の周波数成分のみ通過さ
せるBPF１２とが組合わせて用いられていたが、
これらの代わりに共振型ノツキング型センサを用
いることも可能である。
以上説明した通り、本発明によれば、ノツキン
グの強さに拘わらず適切なノツキング判定レベル
が設定されるとともに、ノツキング判定に際して
他のノイズの影響を受けることがなくなり、ノツ
キングの検出精度を向上することができる。更
に、デジタル処理を行なうに際して、Ａ／Ｄ変換
器によるＡ／Ｄ変換処理が不要となり、従来必要
であつたＡ／Ｄ変換器が不要となつて、回路を簡
素化することができ、コストダウンを図ることが
可能となる等の優れた効果を有する。
グの強さに拘わらず適切なノツキング判定レベル
が設定されるとともに、ノツキング判定に際して
他のノイズの影響を受けることがなくなり、ノツ
キングの検出精度を向上することができる。更
に、デジタル処理を行なうに際して、Ａ／Ｄ変換
器によるＡ／Ｄ変換処理が不要となり、従来必要
であつたＡ／Ｄ変換器が不要となつて、回路を簡
素化することができ、コストダウンを図ることが
可能となる等の優れた効果を有する。
第１図は、従来例における、クランク角度と平
滑化されたノツキングセンサ出力レベルの関係の
例を示す線図、第２図は、従来例および本発明の
実施例における、ノツキングの強さとノツキング
センサ出力の平均レベルの関係の例を比較して示
す線図、第３図は、従来のノツキング検出装置の
一例の構成を示すブロツク線図、第４図は、本発
明に係る内燃機関のノツキング検出装置の実施例
の構成を示すブロツク線図、第５図は、前記実施
例で用いられている平滑回路の構成を示すブロツ
ク線図、第６図は、前記実施例における、波形整
形回路出力と時定数τを変えた場合の平滑回路出
力の関係の例を示す線図、第７図は、前記実施例
で用いられているマイクロコンピユータ内の処理
手順を示す流れ図、第８図は、同じく、逐次比較
法によるＡ／Ｄ変換の手順を示す流れ図である。 Vm……ノツキングセンサ出力の平均レベル、
Vth……ノツキング判定レベル、１０……ノツキ
ングセンサ、１２……帯域通過フイルタ
（BPF）、１４……整流回路、１６……平滑回路、
２０……デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器、
２２……比較器、２４……基準クランク角度セン
サ、２６……波形整形回路、３０……マイクロコ
ンピユータ、３２，３４……アナログスイツチ。
滑化されたノツキングセンサ出力レベルの関係の
例を示す線図、第２図は、従来例および本発明の
実施例における、ノツキングの強さとノツキング
センサ出力の平均レベルの関係の例を比較して示
す線図、第３図は、従来のノツキング検出装置の
一例の構成を示すブロツク線図、第４図は、本発
明に係る内燃機関のノツキング検出装置の実施例
の構成を示すブロツク線図、第５図は、前記実施
例で用いられている平滑回路の構成を示すブロツ
ク線図、第６図は、前記実施例における、波形整
形回路出力と時定数τを変えた場合の平滑回路出
力の関係の例を示す線図、第７図は、前記実施例
で用いられているマイクロコンピユータ内の処理
手順を示す流れ図、第８図は、同じく、逐次比較
法によるＡ／Ｄ変換の手順を示す流れ図である。 Vm……ノツキングセンサ出力の平均レベル、
Vth……ノツキング判定レベル、１０……ノツキ
ングセンサ、１２……帯域通過フイルタ
（BPF）、１４……整流回路、１６……平滑回路、
２０……デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器、
２２……比較器、２４……基準クランク角度セン
サ、２６……波形整形回路、３０……マイクロコ
ンピユータ、３２，３４……アナログスイツチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エンジンの振動等からノツキングを検出する
ための内燃機関のノツキング検出装置において、 エンジンの振動、指圧、音等を検出するノツキ
ングセンサ又は共振型ノツキングセンサと、 帯域通過フイルタを通過した前記ノツキングセ
ンサ出力又は前記共振型ノツキングセンサ出力を
整流する整流手段と、 該整流手段出力を平滑化する平滑手段と、 ノツキングが主に発生するノツキング判定区間
では、前記帯域通過フイルタ又は共振型ノツキン
グセンサの出力を比較手段の一方の入力端子に入
力し、一方、ノツキングがほとんど発生しないノ
イズ判定区間では、前記平滑手段の出力を比較手
段の同じ入力端子に入力するためのスイツチ手段
と、 前記ノツキング判定区間では、前記スイツチ手
段により選択された前記帯域通過フイルタ又は共
振型ノツキングセンサ出力とノツキング判定レベ
ルとを比較し、一方、前記ノイズ判定区間では、
前記スイツチ手段により選択された前記平滑手段
の出力と順次レベルが変化するアナログ−デジタ
ル変換用比較レベルとを比較する比較手段と、 該比較手段の前記ノイズ判定区間における比較
結果に基づいて、前記比較レベルを変化させると
共に、前記ノツキングセンサ出力の平均レベルを
求め、この平均レベルより前記ノツキング判定レ
ベルを求め、一方、前記比較手段の前記ノツキン
グ判定区間における比較結果に基づいてノツキン
グの有無を判定するデジタル演算手段と、 前記比較レベル及びノツキング判定レベルのデ
ジタル値をアナログ値に変換し、前記比較手段の
他方の入力端子に出力するデジタル−アナログ変
換手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関のノツキング
検出装置。 ２ 前記平滑手段の時定数が、0.5〜2msecの範
囲に設定されている特許請求の範囲第１項記載の
内燃機関のノツキング検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14269683A JPS6033026A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 内燃機関のノッキング検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14269683A JPS6033026A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 内燃機関のノッキング検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033026A JPS6033026A (ja) | 1985-02-20 |
| JPH0326779B2 true JPH0326779B2 (ja) | 1991-04-11 |
Family
ID=15321412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14269683A Granted JPS6033026A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 内燃機関のノッキング検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033026A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5593028A (en) * | 1979-01-05 | 1980-07-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Knocking detector |
| JPS5679918A (en) * | 1979-12-04 | 1981-06-30 | Nissan Motor Co Ltd | Knocking vibration detector |
| JPS56148034A (en) * | 1980-04-18 | 1981-11-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Knock controller |
| JPS5742821A (en) * | 1980-08-27 | 1982-03-10 | Nissan Motor Co Ltd | Knocking vibration detector |
| JPS5828646A (ja) * | 1981-08-14 | 1983-02-19 | Nissan Motor Co Ltd | ノツキング検出装置 |
-
1983
- 1983-08-04 JP JP14269683A patent/JPS6033026A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5593028A (en) * | 1979-01-05 | 1980-07-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Knocking detector |
| JPS5679918A (en) * | 1979-12-04 | 1981-06-30 | Nissan Motor Co Ltd | Knocking vibration detector |
| JPS56148034A (en) * | 1980-04-18 | 1981-11-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Knock controller |
| JPS5742821A (en) * | 1980-08-27 | 1982-03-10 | Nissan Motor Co Ltd | Knocking vibration detector |
| JPS5828646A (ja) * | 1981-08-14 | 1983-02-19 | Nissan Motor Co Ltd | ノツキング検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6033026A (ja) | 1985-02-20 |
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