JPH05248332A - ノッキング制御装置 - Google Patents

ノッキング制御装置

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JPH05248332A
JPH05248332A JP4083086A JP8308692A JPH05248332A JP H05248332 A JPH05248332 A JP H05248332A JP 4083086 A JP4083086 A JP 4083086A JP 8308692 A JP8308692 A JP 8308692A JP H05248332 A JPH05248332 A JP H05248332A
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JP
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signal
knocking
output signal
output
knock sensor
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JP4083086A
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Susumu Maeda
進 前田
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関のノッキングを、ノイズ及びその強
弱に関係なく正確に判定できるようにすること、 【構成】 ノックセンサ1によって検出されたノッキン
グ信号bは、バンドパスフィルタ2、整流検波回路3を
経て、包絡線検波される。包絡線検波された信号cはA
/D変換器4aによりディジタル信号Vp に変換される
と共に、微分回路12に入力する。微分回路12の出力
dはしきい値16と比較器13で比較され、比較器13
の出力eは可変遅延回路14でノッキング信号の強弱に
応じた遅延を受け、マイクロコンピュータ9の割込み手
段15に入力する。割込み手段15は、入力信号の立上
がりでA/D変換器4aの出力Vp を読込み、ノッキン
グ値とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はノッキング制御装置に
関し、特に、内燃機関のノッキング信号のピーク値付近
の信号を、ノイズに影響されず、かつノッキング信号の
強弱に関係なく、ノッキング信号として読込むことがで
きるようにしたノッキング制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の内燃機関のノッキング制御装置の
一例として、例えば特開昭2−233875号公報に開
示されたものがある。
【0003】この公報に開示されたノッキング制御装置
は、次のようにして、ノッキングの判定をしている。す
なわち、ノックセンサの出力をバンドパスフィルタで帯
域ろ波した後、ピークホールド回路と平均化回路に入力
する。前記ピークホールド回路はノッキングが発生する
と予想される期間のみ動作させられ、ノッキング信号の
ピーク値を検出する。一方、前記平均化回路は入力信号
を平均化する。前記ノッキング信号のピーク値と、前記
平均化された信号をK倍(Kは定数)した信号とは、比
較器に入力され、前者が後者より大きくなると、ノッキ
ングが発生したと判定し、遅角補正処理を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のノッ
キング制御装置において、図9(b) に示されているよう
に、ノックセンサの出力信号に、リレーサージ、点火ノ
イズ等に起因するスパイク的ノイズが乗ると、前記ピー
クホールド回路のピークホールド値はこのノイズをピー
ク値としてホールドし、同図(c) に示されているよう
に、異常に高い値を出力する。このピーク値は、同図
(d) に示されている前記平均化回路の出力値のK倍以上
となり、実際にはノッキングが発生していないにもかか
わらず、ノッキングが発生したと誤判定されるという問
題があった。
【0005】なお、図9(a) は前記ピークホールド回路
のリセット信号を示し、Hレベルはリセット期間、Lレ
ベルはセット期間を示す。該リセット期間は、シリンダ
のクランク角から求められた、ノッキングが発生しない
と予想される期間である。
【0006】そこで、本出願人は、前記問題点を解消す
るための対策を講じた。この対策は、[整理番号]A9
1−2114として、平成4年2月24日に特許出願さ
れた。 この特許出願は、要約すれば、包絡線検波され
たノックセンサの出力信号を微分し、該微分された信号
を予め定められたしきい値と比較し、該比較出力を所定
時間遅延し、該遅延した信号の立上がりタイミングで前
記包絡線検波されたノックセンサの出力信号をサンプリ
ングホールドしてノッキング信号とするものである。
【0007】ところで、ノッキング信号の強度Hと、ノ
ッキングの開始からピーク値に達するまでの立上がり速
度Tの関係は、図10に示されているようになることが
知られている(特開昭58−105036号公報参
照)。すなわち、前記ノッキング信号の強度Hが大にな
る程、前記立上がり速度Tは小さく、逆に前記ノッキン
グ信号の強度Hが小になる程、前記立上がり速度Tは大
きくなる。
【0008】本発明の目的は、前記したノッキング信号
の強度Hと、ノッキングの開始からピーク値に達するま
での立上がり速度Tの関係を考慮にいれて、ノッキング
信号のピーク値を精度よく検出できるようにしたノッキ
ング制御装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、包絡線検波されたノックセンサ
の出力信号を用いてノッキング信号を検出するようにし
たノッキング制御装置において、前記包絡線検波された
ノックセンサの出力信号を微分する手段と、微分された
信号を予め定められたしきい値と比較する比較手段と、
該比較手段の出力を、ノッキングの強度に応じて求めら
れた遅延時間で遅延する可変遅延手段と、前記手段によ
り遅延された信号を入力とし、該信号の立上がりタイミ
ングを割込みタイミングとする割込み手段とを具備した
点に特徴がある。
【0010】また、請求項3の発明は、前記請求項1の
発明から遅延手段を除去し、前記微分された信号を、ノ
ッキングの強度に応じて求められたしきい値と比較する
比較手段を設け、割込み手段が、前記比較手段の出力信
号の立下がりタイミングを割込みタイミングとするよう
にした点に特徴がある。
【0011】
【作用】請求項1の発明によれば、前記比較手段の出力
信号を前記遅延回路で遅延した信号の立上がりタイミン
グが、前記包絡線検波されたノックセンサの出力信号の
ノッキング信号のピーク値付近のタイミングとなるの
で、前記割込み手段はノッキング信号の強度の大小に関
係なく、ノッキング信号を正しく読込むことができる。
【0012】請求項3の発明によれば、前記比較手段の
出力信号の立下がりタイミングが前記包絡線検波された
ノックセンサの出力信号のノッキング信号のピーク値付
近のタイミングとなるので、前記割込み手段は、請求項
1の発明と同様に、ノッキング信号の強度の大小に関係
なく、ノッキング信号を正しく読込むことができる。
【0013】
【実施例】以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説
明する。図1は本発明の一実施例の構成を示すブロック
図である。
【0014】図において、1はノックセンサ、2は例え
ば6〜8KHzの周波数を帯域ろ波するバンドパスフィ
ルタである。ノッキング信号は、約7KHzを中心周波
数とする信号であるので、該バンドパスフィルタ2によ
り、ノッキング信号を抽出することができる。
【0015】3はバンドパスフィルタ2で抽出された信
号を包絡線検波する整流検波回路である。4aは第1の
A/D変換器、4bは第2のA/D変換器である。ま
た、5は前記バンドパスフィルタ2で抽出された信号の
平均値を求める平均化回路である。また、12は前記包
絡線検波出力を微分する微分回路、13は微分出力と所
定のしきい値16(=Vth)とを比較する比較器、14
はマイクロコンピュータ9からの遅延時間設定信号hに
より遅延時間を設定される可変遅延回路である。この可
変遅延回路14の遅延時間は、可変遅延回路を構成する
抵抗又はコンデンサの値を前記遅延時間設定信号hによ
り切替えることにより実現することができる。なお、図
の点線で囲まれる構成は、インターフェース回路10を
構成している。
【0016】また、マイクロコンピュータ9は、本実施
例に関わる機能手段として、増幅オフセット加算手段
6、比較手段7、遅角補正処理手段8および割込み手段
15を有している。なお、前記可変遅延回路14はマイ
クロコンピュータ9と別回路にすることなく、該マイク
ロコンピュータ9の内部機能で実現するようにしてもよ
い。
【0017】次に、本実施例の動作を、図2の波形図を
参照して説明する。図2において、図1の符号と対応す
るものは、その信号の波形図を示す。
【0018】図2(a) は比較器13のリセット信号を示
し、この信号はマイクロコンピュータ9から供給され
る。マイクロコンピュータ9は、図示されていないクラ
ンク角センサの出力信号を基に、ノッキングが発生し始
めるタイミング(ATDC20°)と、ノッキングの発
生が終了するタイミング(BTDC75°)とを算出
し、ATDC20°〜BTDC75°の期間前記比較器
13の動作を有効にし、それ以外の期間無効(リセッ
ト)にする信号を比較器13に出力する。
【0019】同図(b) はノックセンサ1の出力信号波形
であり、図示の例では、ノッキング発生期間の1期間に
スパイク的ノイズが乗っている信号波形が示されてい
る。同図(c) は、前記整流検波回路3の出力、すなわち
包絡線検波信号の波形を示している。同図(d) は前記信
号cを微分回路12で微分した波形を示し、Vthはしき
い値を示している。同図(e) は比較器13の出力信号波
形を示し、同図(f) は、該信号eを可変遅延回路14
で、ノッキング強度に応じた遅延時間Δt1 、Δt2 、
Δt3 だけ遅延した信号を示す。さらに、同図(g) は前
記バンドパスフィルタ2で帯域ろ波された信号を前記平
均化回路5で平均化した信号の波形を示している。
【0020】さて、いまノックセンサ1からノック検知
信号bが出力されたとすると、この信号bはバンドパス
フィルタ2で帯域ろ波され、ノッキング信号と同じ周波
数の信号のみが抽出される。抽出された信号は、整流検
波回路3と平均化回路5に入力する。
【0021】整流検波回路3に入力した信号は包絡線検
波されて信号cとなり、第1のA/D変換器4aと微分
回路12に入力する。第1のA/D変換器4aは入力し
てきたアナログ信号をディジタル値に変換して、マイク
ロコンピュータ9の比較手段7の一方の端子に供給す
る。このディジタル値を、Vp とする。
【0022】一方、前記微分回路12に入力した信号c
は微分処理され、信号dとなる。そして、比較器13で
しきい値Vthと比較され、比較器13からは信号eが出
力される。この信号eは可変遅延回路14で所定時間遅
延され、割込み手段15に入力する。割込み手段15
は、遅延信号fの立上がりで、前記第1のA/D変換器
4aの出力値Vp を読み込み、図5に関して後述する処
理をする。
【0023】前記遅延時間は、本発明においては、図3
に示されているようにして決定される。
【0024】すなわち、ステップS1では、水温センサ
信号を読込み、ステップS2では、吸気圧センサ信号を
読込み、ステップS3では回転数センサ信号を読込み、
ステップS4ではスロットル開度センサ信号を読込む。
続いて、ステップS5において、前記水温、吸気圧、回
転数、およびスロットル開度の値により、遅延時間を演
算する。ステップS6では、この演算により求めた遅延
時間設定信号hを可変遅延回路14に送り、該可変遅延
回路14の遅延時間を設定する。
【0025】ここに、前記水温、吸気圧、回転数、およ
びスロットル開度のそれぞれが大きい程、ノッキング信
号の強度が大きくなる傾向にあることが経験上分かって
いるので、前記ステップS5の演算は、経験式より行う
ことができる。
【0026】図4は、前記の遅延時間を用いて、前記比
較器13の出力信号を遅延し、該遅延された信号fの立
上がりで、前記A/D変換器4aの出力値Vp を読み込
むようにした動作の説明図である。
【0027】図4の信号cは、図1の整流検波回路3の
出力信号を示し、信号dは前記微分回路12の出力信号
を示し、信号eは比較器13の出力信号を示す。また、
信号fは前記可変遅延回路14の出力信号を示す。Δt
1 、Δt2 は、可変遅延回路14に設定された遅延時間
を示す。
【0028】図4の各信号の波形から明らかなように、
ノッキング信号cは、その強度が大きい程、立上がり時
間が短く、逆にその強度が小さい程、立上がり時間が長
くなっている。そこで、本実施例では、ノッキング信号
cの強度が大きい場合には、前記遅延時間Δt1 を小さ
く、一方、ノッキング信号cの強度が小さい場合には、
前記遅延時間Δt2 を大きくされている。
【0029】この結果、前記信号fの立上がりを割込み
タイミングとすると、ノッキング信号cのピーク値にお
ける前記A/D変換器4aの出力値Vp を読み込むこと
ができるようになる。
【0030】次に、図5のフローチャートを参照して、
前記割込み動作を説明する。割込み手段15は、信号f
が入力するとその立上がりでステップS1およびS2の
処理をする。すなわち、前記第1のA/D変換器4aの
A/D変換値Vp の読込みと、第2のA/D変換器4b
のA/D変換値VA の読込みを行う。次に、ステップS
3に進んで、ノック判別のしきい値VTHを演算する。こ
の演算は前記増幅オフセット加算手段6で行われ、該し
きい値VTHは、下式から求められる。
【0031】VTH=VA ×K+Vofs ここに、Kは定数、Vofs はオフセット値を示し、これ
らはエンジンのセッティング時に決まる値である。
【0032】次に、ステップS4、S5に進んで、ノッ
ク判別処理、すなわちVK =Vp −VTHが正か否かを判
別する処理が行われる。VK >0の時(ステップS5が
肯定)にはノッキングが発生しているので、ステップS
6に進んで、遅角補正処理を実行し、ステップS8に進
む。一方、VK ≦0の時(ステップS5が否定)にはノ
ッキングが発生していないので、ステップS7に進み、
遅角補正処理を実行することなくステップS8に進む。
ステップS8では、ノック補正遅角量の演算処理が行わ
れる。これにより、燃料噴射、点火等のタイミングが補
正される。なお、前記遅角補正処理は本発明とは関係が
ないので、詳しい説明は省略する。 以上のように、本
実施例によれば、包絡線検波されたノッキング信号を微
分回路12で微分し、比較器13で所定のしきい値Vth
と比較した後、該比較器13の出力信号を可変遅延回路
14でノッキング信号の強度に応じた時間遅延し、遅延
された信号の立上がりを前記ノッキング信号の読込みタ
イミングとしたので、ノッキング信号のピーク点付近を
A/D読込みすることができ、常に正しいノッキング判
定をすることができる。
【0033】次に、本発明の第2実施例を、図6、図7
を参照して説明する。図6は本実施例の構成を示すブロ
ック図であり、図1と同一の符号は、同一又は同等物を
示す。 この第2実施例が第1実施例と異なる所は、図
1の可変遅延回路14を除去した点、しきい値16(=
Vth)をノッキング信号強度により決定される比較値調
整信号iにより変えるようにした点、および割込み手段
15が比較器13の出力信号の立下がりを割込みタイミ
ングとし、このタイミングで第1のA/D変換器4aの
出力Vp と、第2のA/D変換器4bの出力VA を読込
むようにした点である。
【0034】本実施例の要部の動作を、図7の波形図を
参照して説明する。整流検波回路3で包絡線検波された
信号cは微分回路12で微分され、信号dとなって比較
器13に入力する。比較器13は該信号dと前記比較値
調整信号iにより設定されたしきい値16(=Vth)と
を比較し、その出力信号eを割込み手段15に供給す
る。
【0035】ここに、前記しきい値16(=Vth)は、
ノッキング強度が大きいものには大きくし、ノッキング
強度が小さいものには小さくする。具体的には、図3で
説明したように、エンジンの水温、吸気圧、回転数、お
よびスロットル開度のそれぞれが大きい程、ノッキング
信号の強度が大きくなる傾向にあることが経験上分かっ
ているので、これらをパラメータとする経験式より、前
記しきい値Vthを求めることができる。該しきい値Vth
は、ノッキング強度が大きい程、大きい値に設定され
る。
【0036】割込み手段15は該信号eが入力してくる
と、入力信号の立下がりを検出し、これを割込みタイミ
ングとする。そして、第1実施例で説明した図5の割込
み処理を実行する。本実施例においても、第1実施例と
同等の効果を得ることができる。
【0037】次に、本発明の第3実施例を、図8に示
す。この実施例が、第1実施例(図1参照)と異なる所
は、前記第1のA/D変換器4aの前段にサンプルホー
ルド回路20を設け、前記可変遅延回路14の出力信号
の立上がりで、包絡線検波された信号cをサンプリング
しホールドするようにした点である。
【0038】この実施例によれば、前記サンプルホール
ド回路20によって、ノッキング信号のピーク値付近の
信号がホールドされるため、マイクロコンピュータのA
/D読込みに遅れが生じても、本来読込むべきノッキン
グ信号のピーク値付近の信号を読込むことができるとい
う効果がある。
【0039】なお、第3実施例は第1実施例にサンプル
ホールド回路20を付加したものであったが、第2実施
例(図6参照)の第1のA/D変換器4aの前段にサン
プルホールド回路20を設け、前記比較器13の出力信
号の立下りで、包絡線検波された信号cをサンプリング
し、ホールドするようにしてもよい。
【0040】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ノッキング信号の強弱に関係なく、そのピー
ク値付近をノッキング信号として読込むことができ、正
確にノッキング信号を検出することができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】 図1の要部の信号の波形を示す図である。
【図3】 可変遅延時間を求める動作を説明するフロー
チャートである。
【図4】 本実施例の作用効果を説明するための信号の
波形図である。
【図5】 図1の割込み手段の動作を説明するためのフ
ローチャートである。
【図6】 本発明の第2実施例の構成を示すブロック図
である。
【図7】 第2実施例の作用効果を説明するための信号
の波形図である。
【図8】 本発明の第3実施例の構成を示すブロック図
である。
【図9】 従来装置の動作を説明するための波形図であ
る。
【図10】ノッキング信号の強度Hと立上がり速度Tの
関係を示す図である。
【符号の説明】
1…ノックセンサ、3…整流検波回路、4a、4b…A
/D変換器、5…平均化回路、12…微分回路、13…
比較器、14…可変遅延回路、15…割込み手段、20
…サンプルホールド回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】包絡線検波されたノックセンサの出力信号
    を用いてノッキング信号を検出するようにしたノッキン
    グ制御装置において、 前記包絡線検波されたノックセンサの出力信号を微分す
    る手段と、 微分された信号を予め定められたしきい値と比較する比
    較手段と、 該比較手段の出力を、ノッキングの強度に応じて求めら
    れた遅延時間で遅延する可変遅延手段と、 前記手段により遅延された信号を入力とし、該信号の立
    上がりタイミングを割込みタイミングとする割込み手段
    とを具備し、 前記割込み手段により、前記包絡線検波されたノックセ
    ンサの出力信号の値を読込むようにしたことを特徴とす
    るノッキング制御装置。
  2. 【請求項2】前記請求項1のノッキング制御装置におい
    て、前記包絡線検波されたノックセンサの出力信号を前
    記可変遅延手段の出力信号の立上がりタイミングでサン
    プリングするサンプリングホールド回路を設け、 前記割込み手段により、前記サンプリングホールドされ
    た信号を読込むようにしたことを特徴とするノッキング
    制御装置。
  3. 【請求項3】包絡線検波されたノックセンサの出力信号
    を用いてノッキング信号を検出するようにしたノッキン
    グ制御装置において、 前記包絡線検波されたノックセンサの出力信号を微分す
    る手段と、 微分された信号を、ノッキングの強度に応じて求められ
    たしきい値と比較する比較手段と、 前記比較手段の出力信号を入力とし、該信号の立下りタ
    イミングを割込みタイミングとする割込み手段とを具備
    し、 前記割込み手段により、前記包絡線検波されたノックセ
    ンサの出力信号の値を読込むようにしたことを特徴とす
    るノッキング制御装置。
  4. 【請求項4】前記請求項3のノッキング制御装置におい
    て、前記包絡線検波されたノックセンサの出力信号を前
    記比較手段の出力信号の立下がりタイミングでサンプリ
    ングするサンプリングホールド回路を設け、 前記割込み手段により、前記サンプリングホールドされ
    た信号を読込むようにしたことを特徴とするノッキング
    制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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