JPH03294646A - ノッキング制御装置 - Google Patents

ノッキング制御装置

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JPH03294646A
JPH03294646A JP9333090A JP9333090A JPH03294646A JP H03294646 A JPH03294646 A JP H03294646A JP 9333090 A JP9333090 A JP 9333090A JP 9333090 A JP9333090 A JP 9333090A JP H03294646 A JPH03294646 A JP H03294646A
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Seigo Tanaka
誠吾 田中
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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〕 エンジンのノック発生を検出して点火時期を制御するノ
ッキング制御装置に関し、 ノック発生の有無を精度良く判定できるよつにすること
を目的とし、 エンジンのノッキングを検出するノックセンサと、該セ
ンサから得られるノッキング信号のピークを保持するピ
ークホールド回路と、該ピークホールド回路の出力をA
/D変換するA/D変換器と、今回のA/D変換値との
比較結果で増減される第1のバックグランドを設定し、
今回のA/D変換変換値色きは該第1のバックグランド
を増加方向に更新し、また今回のA/D変換変換値色き
は該第1のバックグランドを減少方向に更新する第1の
バックグランド計算手段と、今回のA/D変換値と前記
第1のバックグランドに所定値を掛けた値とを比較し、
今回のA/D変換変換値色きは第2のバックグランドを
該第1のバックグランドと同方向に更新し、また今回の
A/D変換変換値色きは該第2のバックグランドを減少
方向に更新する第2のバックグランド計算手段と、前記
第1のバックグランドに所定のノック判定係数を乗じて
今回のA/D変換値と比較し、今回のA/D変換変換値
色きは第1の遅角量を一定量たけ増加させる第1の遅角
量計算手段と、前記第1および第2のバックグランドの
違いを所定の換算係数で第2の遅角量に変換する第2の
遅角量計算手段と、前記第1および第2の遅角量から1
・−タル遅角量を算出する1・−タル遅角量計算手段と
を備えるよう構成する。
〔産業上の利用分野] 本発明は、エンジンのノック発生を検出して点火時期を
制御するノッキング制御装置に関する。
エンジンの点火時期を上死点より進角側に移すとトルク
を増大させることができるが、あまり進角側に移し過ぎ
るとノック(ノッキング)が発生ずる。ノックは搭乗フ
ィーリングを悪化させるだけでなく、エンジン破損等の
原因にもなるので、点火進角はノック発生限界直前を目
標とするようにフィードバック制御するのが理想的であ
る。
〔従来の技術〕
エンジンのノッキングは圧電素子等のノックセンサをエ
ンジンブロックに取付けて検出する。このセンサはエン
ジンに発生するノック以外の振動(ノイズ)等も検出す
るため、ノック制御処理ではノックとノイズを識別する
必要がある。
従来、ノックセンサの出力を平均化して定常的なバック
グランド(ノイズレベル)BGを求め、これに所定のノ
ック判定係数Kを掛けた値に*BGをノイズ判別レベル
として使用する方法がある。
この方法ではノックセンサの瞬時またはピークホールド
出力VP、をノイズ判別レベルに*BGと比較し、その
大小関係で点火進角を制御する。例えばセンサ出力がノ
イズ判別レベルを越えたらノック発生と判定し、点火進
角を減少する(点火時期を遅くする)。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来のBGは VPi>BGi−1のときB Gi= B (、t−+
 + 1vp、<Bcyi−、のときBGi−BGi−
、−1なる式で増減されるため、第7図(a)のように
ノックが無ければVP、BGの頻度分布の中心は一致す
るが、(b)のようにノックが発生ずるとBGの頻度中
心はVPの中心より大きい方へ移動する。従って V P 1> K * B G = テ/ ッ’)有り
VP、<K*BGiでノック無し と判定する場合、第8図(a)でノック有りと判定でき
る範囲の一部が同図(b)ではノック無しと誤判定され
る欠点がある。ノック無しと判定すると遅角頻度が減少
するので、BGは益々大きい方へずれ、遂には全てノッ
ク無しと誤判定する。
本発明はノック発生を防止する遅角量AKC5にバック
グランドBGの変化を反映させることにより、上述した
問題点を解決しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の構成図で、101はノックセンサ、1
02はセンサ出力の中からノック信号だけを通過させる
中心周波数7KHz程度のバンドパスフィルタ(BPF
)、103はノック信号のピークを検出して保持するピ
ークホールド回路、104はピーク電圧VPをA/D変
換するA/D変換器、105は点火制御用のコンピコ、
−夕である。
このコンピュータ105はプログラムにより構成された
演算処理手段、つまり今回のA/D変換値との比較結果
で増減される第1のバックグランドを設定し、今回のA
/D変換値大のときは該第1のバックグランドを増加方
向に更新し、また今回のA/D変換値小のときは該第1
のバックグランドを減少方向に更新する第1のバックグ
ランド計算手段と、今回のA/D変換値と前記第1のバ
ックグランドに所定値を掛けた値とを比較し、今回のA
/D変換値小のときは第2のバックグランドを該第1の
バックグランドと同方向に更新し、また今回のA/D変
換値大のときは該第2のバックグランドを減少方向に更
新する第2のバックグランド計算手段と、前記第1のバ
ックグランドに所定のノック判定係数を乗じて今回のA
/D変換値と比較し、今回のA/D変換値大のときは第
1の遅角量を一定量だけ増加させる第1の遅角量計算手
段と、前記第1および第2のバックグランドの違いを所
定の換算係数で第2の遅角量に変換する第2の遅角量計
算手段と、前記第1および第2の遅角量から1−一タル
遅角量を算出するトータル遅角量計算手段とを備える。
〔作用〕
第2図は動作波形図である。4気筒エンジンの場合、#
1→#3→#4→#2→#lの気筒順にTDC(上死点
)が到来する。トルクを増大するため点火はTDCより
進角側で行われる。ノックは一般にT”DCより遅角側
で発生ずるので、コンピュータ105はピークホールド
回路103の出力VPが安定したタイミングでA/D変
換器104のA/D値を取込み、その直後に次の取込み
に備えてピークホールド値をリセットする。
コンピュータ105内では2種類のバックグランド+3
0.BG2を演算して点火時期の制御を行つ。
第1のバックグランドBGは前述したようにA/D変換
値VPの大きさに応じて変化するため、ノイズだけの場
合には小さく、ノックが発生すると大きくなる。
第2のバックグランドBG2は、VP、<K2*BGi
のときは第1のバックグランドBGと同じ変化をするが
、VPl>K2*BGiのときは第1のバックグランド
BGから離れるように変化をする(例えば減少する)。
所定値に2は例えば1.5である。
第3図はVP、BGiBG2の各値と発生頻度との関係
を示している。同図(a)に示すように、ノックなしの
場合VPは正規分布となる。これに対しノック有りの場
合VPは分布中心が右側(VP大の方向)へずれ、同図
(b)に示すように正規分布ではなくなる。
第1のバックグランドBGはいずれの場合でもVPの分
布中心となる。これに対し、VP、>K2*BGのとき
に第2のバックグランドBG2を第1のバックグランド
BGとは逆に減少させるようにすると、ノック有りのV
Pの分布特性右端(K2*BGより大きい部分)があた
かも左端にあるように扱われ、BG2はノックなし時の
VPの分布中心を保つ。−例として VP、> 1.5 *BGi(7)ときBG21=BG
2 =−+  11.54′BGi≧VP、>BGiノ
ときBG2i=BG21−++1vp、≦BG1ノとき
BG2 t=BG2 =−+  1とする。
このようにすると、ノック無しの場合は第3図(a)の
ようにBGとBG2は一致しているが、ノック有りの場
合は同図(b)のようにBGとBG2に差が生ずる。そ
こでこの違いを遅角量AKC5に反映させることにより
、ノック発生を防止することを考える。
本発明の遅角量AKC3には、BGによって速やかに変
化する第1の遅角量AKCS lと、BGとBG2の違
いを反映して緩やかに変化する第2の遅角量AKC32
とが含まれる。第1の遅角量AKC51はvp。
>K*BGi、つまりノック有りのときに増加させ、一
定時間毎に減少させる。これに対し第2の遅角量^KC
32はBGとBG2の違い、例えば比BG/BG2 (
または差IBG−BG21 )に所定の換算係数に3を
乗じて算出する。
第1の遅角1iAKcs 1はノック発生時に支配的に
なるので、ノック発生時は速やかに遅角してノック発生
を防止できる。これに対し第2の遅角量AKC32はシ
ステム安定時に支配的になるので、これがあると従来の
ような誤判定の発散が起っても遅角することが可能にな
る(誤判定の発散そのものもBG2の導入で低減されて
いる)。
〔実施例〕
第4図はエンジンシステムの一例を示している。
図中、1はエンジンで、その付近にスパークプラグ2と
インジェクタ3が配置される。このエンジン1の吸気系
から排気系にかけて吸気温センサ4、スロットルポジシ
コンセンサ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10等
が配置される。
11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4〜10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)] 4、スタータ
15、バッテリ16等がある。
このコンピュータ11はイグナイタ17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18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19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。燃料ポ
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。
このシステムにノックセンサ101を追加し、コンピュ
ータ]1は前述したノック制御を行う。
第5図は第4図のエンジン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11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
CPU31に1 入力する。
CPU31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の出力から排気温か異常
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18を点灯させる駆動回路、3
9はインジェクタ3、リレー22、バルブ20、イグナ
イタ17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の数は気筒数に対応し、6気筒では#
1〜#6の6本である。
第1図のコンピュータ105はエンジンコントロール・
コンピュータ11と考えることができ、ごの場合はA/
D変換器104は内蔵のもの(34)を使用できる。
第6図は本発明の処理を示すフローチャートで、(a)
はバックグランドおよび遅角量計算処理、(b)はAK
C51減少処理、(C)は進角計算処理である。(a)
の処理は例えば4気筒の場合180°クランク角毎に起
動される。
BG計算Aはステップ81〜S3からなる。ス2 テップS1は今回A/D変換したピーク値VP。
を前回までのバックグランド(平均値)BGi−。
と比較する処理である。ここでVP;>BGi−+と判
定されたらステップS2でBGiをインクリメントし、
V P H< B G1−+と判定されたらステップS
3でBGiをデクリメントする。
BG2計算計算ステップ84〜S7からなる。
ステップS4では今回のピーク値VP、を、今回の第1
のバックグランドBGに所定値に2(例えば1.5)を
乗じた値(K2*BGi)と比較し、VP、が大きけれ
ば、ステップS7で第2のバックグランドBG2iをデ
クリメントする。ステップS4でVPlが小さいと判定
されたらステップS5でBGiと比較し、VP、人であ
ればステップS6でBG2iをインクリメントする。し
かし、ステップS5でVP、小であればステップS7で
BG2iをデクリメントする。このステップS5からス
テップS6またはS7への流れはBGと同じである。B
G2特有の処理はステップS4からステップS7への流
れである。
AKC3I計算Cはステップ38〜310からなる。
ステップS8はノック判定係数にの計算である。
これば回転数NEからマツプ計算するのが一般的である
(NEが高いはとKを太き(する)。ステップS9は1
3Gによるノック判定である。ここでVP、>K*BG
iと判定されたらステップS10でAKC31を一定量
α増加させる。VI)、<K*BGiのときは何もしな
い。
AKC32計算りはステップSllだけの簡単なもので
、ここではBGiBG2の比を用いてAKC32値を計
算する。
G2 上式の右辺第2項はBGとBG2の差であってもよい。
トータル遅角量IKcs計算EはAKC31と八KC5
2を加算するステップS12だけで良い。
AKC51は(b)のステップ321で一定時間(例え
は256m5毎)に一定量βだげ減少させられる。
従って、(a)のステップSIOで増加してもやがては
ゼロまで減少する。これに対しAKC32は(a)のス
テップ311だけで決定されるので、安定状態において
も何らかの値を持つ。
トータル遅角量AKC5は(C)の進角値計算に使用さ
れる。進角値は、ステップS31でベース進角量ABS
Eをマツプ計算し、これからステップ32で遅角量AK
C3を引(ことにより計算される。
〔発明の効果] 以上述べたよっに本発明によれは、ノック発生時に差が
広がる2種類のバックグランドを用いて遅角量を修正す
るので、ノック発生時の応答性を損なわずに誤動作の少
ないノック制御を行っことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成図、 第2図は第1図の動作波形図、 第3図は本発明の動作説明図、 第4図はエンジンシステムの構成図、 第5図はエンジン制御系のブロック図、第6図は本発明
の実施例のフローチャート、5 第7図は従来のバックグランドの説明図、第8図は従来
のノック判定方法の説明図である。 6 図中、】01はノックセンサ、103はピークホールド
回路、104はA/D変換器、105はマイクロコンピ
ュータ、Aは第1のバックグランド計算手段、Bは第2
のバックグランド計算手段、Cは第1の遅角量計算手段
、Dは第2の遅角量計算手段、Eはトータル遅角量計算
手段である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、エンジンのノッキングを検出するノックセンサ(1
    01)と、 該センサから得られるノッキング信号のピークを保持す
    るピークホールド回路(103)と、該ピークホールド
    回路の出力をA/D変換するA/D変換器(104)と
    、 今回のA/D変換値(VP_i)との比較結果で増減さ
    れる第1のバックグランド(BG)を設定し、今回のA
    /D変換値大(VP_i>BG_i_−_1)のときは
    該第1のバックグランド(BG_i)を増加方向に更新
    し、また今回のA/D変換値小(VP_i<BG_i_
    −_1)のときは該第1のバックグランドを減少方向に
    更新する第1のバックグランド計算手段(A)と、 今回のA/D変換値(VP_i)と前記第1のバックグ
    ランド(BG_i)に所定値(K2)を掛けた値(K2
    ・BG_i)とを比較し、今回のA/D変換値小(VP
    _i<K2・BG_i)のときは第2のバックグランド
    (BG2_i)を該第1のバックグランドと同方向に更
    新し、また今回のA/D変換値大(VP_i>K2・B
    G_i)のときは該第2のバックグランドを減少方向に
    更新する第2のバックグランド計算手段(B)と、 前記第1のバックグランドに所定のノック判定係数(K
    )を乗じて今回のA/D変換値と比較し、今回のA/D
    変換値大(VP_i>K−BG_i)のときは第1の遅
    角量(AKCS1)を一定量(α)だけ増加させる第1
    の遅角量計算手段(C)と、前記第1および第2のバッ
    クグランドの違いを所定の換算係数(K3)で第2の遅
    角量(AKCS2)に変換する第2の遅角量計算手段(
    D)と、前記第1および第2の遅角量からトータル遅角
    量(AKCS)を算出するトータル遅角量計算手段(E
    )とを備えてなることを特徴とするノッキング制御装置
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06108915A (ja) * 1992-09-30 1994-04-19 Hitachi Ltd 内燃機関のノッキング検出方法及び点火時期制御方法
JP2009138549A (ja) * 2007-12-04 2009-06-25 Toyota Motor Corp 内燃機関のノッキング判定装置およびノッキング判定方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06108915A (ja) * 1992-09-30 1994-04-19 Hitachi Ltd 内燃機関のノッキング検出方法及び点火時期制御方法
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