JPH05340331A - 内燃機関のノッキング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、ノック検出信号のレベルに対応し
て、ノック判定のためのノック検出信号のゲインを切換
え、適正なノック制御が実行されるようにする内燃機関
のノッキング制御装置を提供することを目的とする。 【構成】ノックセンサ11からの検出信号は、バンドパス
フィルタ12を介してゲイン切換え回路13でゲインを設定
し、比較器14、15でノック判定レベル設定回路16および
大ノック判定レベル設定回路17で設定された判定レベル
と比較され、その比較結果に基づきノック制御回路18に
指令を与える。また、大ノック判定レベル設定回路17か
ら大ノック判定レベルが所定の範囲に収まるよう、ゲイ
ン切換え制御回路19によってゲイン切換え回路13のゲイ
ンが切換え設定され、適切な内燃機関のノック判定が行
われ、点火時期の遅角制御が行われるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関のノック発
生に対応して内燃機関の点火時期、空燃比、過給圧等の
ノック制御要因を制御するノックコントロールシステム
に係るものであり、特に大レベルのノックが発生した場
合のノック判定手段を改良した内燃機関のノッキング制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のノックコントロールシステム
においては、内燃機関に不正爆発が生じた時の機械的な
振動を検出するノック検出センサからの検出信号に基づ
いて、内燃機関においてノック発生が抑止される方向
に、ノッキングを制御するようにしている。

【０００３】この様なノック発生を検出するためのノッ
ク検出センサにおいては、内燃機関の運転状態、特に内
燃機関の回転数に対応して、ノック検出信号のレベルが
大きく変化する。内燃機関のノック状態の判定は、ノッ
ク検出信号のレベルを設定されたしきい値レベルと比較
し、ノック検出信号がこのしきい値レベルを越えた状態
でノック発生と判定する。そして、このノック判定結果
に基づいて、内燃機関の点火時期を制御する。例えば、
点火時期を遅角してノック発生を抑制する。

【０００４】しかし、ノック検出信号のレベルが、内燃
機関の運転状態に応じて変化するような状況では、この
ノック検出センサからの検出信号を有効に利用すること
が困難となることがあり、この様な問題点に対処するた
め、例えば特開昭６０−１３８４２７号公報に示された
発明においては、ノック検出センサからの検出信号が供
給される増幅回路のゲインを切換え制御することが考え
られている。

【０００５】しかし、この様な信号ゲインを切換えるよ
うにした装置において、ゲインの切換え指令を発生する
ための基準信号は、ノック検出センサからの検出信号の
平均値、あるいは内燃機関の回転数に基づいて設定され
る。したがって、通常のノック判定レベルは問題のない
ものであるが、ノック検出信号レベルに対応してノック
判定レベルが設定されるものであるため、通常の状態よ
りも大きい状態とされる大ノック判定レベルが飽和する
ようになり、正確にノック判定ができなくなる問題を有
する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、ノック検出用センサからの
ノック検出信号レベルが通常の状態よりも大きくなった
場合にも確実に対処することができ、良好なノック判定
と共にこのノック判定に伴うノック制御が安定して実行
されるようにした内燃機関のノッキング制御装置を提供
しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
のノッキング制御装置は、内燃機関のノック状態を検出
するノック検出手段からの検出信号レベルを可変制御す
るゲイン切換え手段を備え、第１のノック判定手段でこ
のゲインが設定されたノック検出信号を第１の判定レベ
ルと比較し、第２のノック判定手段で前記ノック検出信
号を前記第１の判定レベルより高い第２のノック判定レ
ベルと比較し、その判定結果に基づき内燃機関のノック
を制御する。さらに、前記第２のノック判定レベル出力
に基づいて前記ゲイン切換え手段のゲインを切換え制御
する。

【０００８】

【作用】この様に構成される内燃機関のノッキング制御
装置によれば、ノック検出手段からのノック検出信号
が、設定された第１の判定レベルおよび第２の判定レベ
ルより高いと判定されたときに、内燃機関の点火時期が
レベルに応じてノック発生を抑制するように制御され
る。この様なノック判定作業において、第２の判定レベ
ルである大ノック判定レベルが所定の範囲になるように
ゲインを高くしたり低くしたりするゲイン切換え制御が
行われる。したがって、ノック判定に供されるノック判
定信号のレベルが適正に切換えられ、良好な安定したノ
ック判定、およびこのノック判定に伴うノック制御が実
行される。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１はその構成を示すもので、図示しない内
燃機関に対してノックセンサ11が取り付けられる。この
ノックセンサ11は、内燃機関でノックが発生したとき
に、このノック現象に伴う機械的な振動を検出し、この
振動に対応した電気的な振動信号が、このノックセンサ
11から出力されるようになる。

【００１０】このノックセンサ11からの内燃機関の機械
的な振動に対応する検出信号は、バンドパスフィルタ
（ＢＰＦ）12に供給するもので、このバンドパスフィル
タ12でにおいては、ノック特有の周波数の信号のみが通
過される。そして、このバンドパスフィルタ12を通過し
たノック検出信号は、ゲイン切換え回路13に供給して、
このノック検出信号レベルを切換える。

【００１１】このゲイン切換え回路13においてゲインの
設定されたノック検出信号は、それぞれノック判定を行
う第１および第２の比較器14および15に供給する。この
第１および第２の比較器14および15には、それぞれ通常
のノック判定レベル設定回路16からの通常判定レベル、
および大ノック判定レベル設定回路17からの大ノック判
定レベルが、それぞれ比較値として供給されている。そ
して、この第１および第２の比較器14あるいは15からの
出力信号が、ノック制御回路18に制御指令信号として供
給され、内燃機関の点火時期が制御される。具体的に
は、ノック検出強度に応じて、点火時期の遅角量が決定
される。

【００１２】ここで、ノック判定レベル設定回路16およ
び17には、ゲイン切換え回路13からのノック検出信号が
供給されるもので、このノック検出信号レベルに基づい
て、通常および大ノック判定レベルが作成されるように
している。

【００１３】大ノック判定レベル設定回路17からの出力
信号は、さらにゲイン切換え制御回路19に供給されるも
ので、例えば大ノック判定レベルが設定される状態で、
ゲイン切換え回路13に切換え指令を与えて、ノック検出
信号のゲインの倍率を上げ下げするように指令する。

【００１４】図２は特にゲイン切換え回路13部分を具体
化した回路例を示しているもので、ゲイン切換え増幅器
131 を構成する直列接続された抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3
が、スイッチＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 によってそれぞれ選択的
に短絡されるようにする。

【００１５】ゲイン切換え増幅器131 からの出力信号
は、ピークホールド回路132 を介して制御回路133 に供
給される。この制御回路133 は、図１のゲイン切換え制
御回路19の機能を有するもので、この制御回路133 から
の指令で、スイッチＳ1 〜Ｓ3が選択的に投入制御され
て、抵抗Ｒ1 〜Ｒ3 の直列回路の抵抗値、すなわち増幅
ゲインが切換え設定されるようにしている。ここで、こ
のゲイン切換え時において切換えノイズが発生する虞が
あるため、ノック判定区間の終了直後にこのゲイン切換
え動作を行わせると効果的である。

【００１６】図３はこの様な点火時期制御を行うための
ゲイン切換え、並びにノック判定処理のルーチンを示す
もので、まずステップ101 で前の点火時に求められたゲ
インの倍率Ｇを設定する。その後、ステップ102 で所定
のノック判定区間に検出されたノック検出センサ11の検
出信号の最大値（Ｖピーク値）Ｖp を検出する。ステッ
プ103 では、定数Ｋをバックグランド値Ｖbgを乗じて、
ノック判定を行うためのノック判定レベルＶref を設定
する。

【００１７】この様にしてノック検出信号の最大値Ｖp
が検出され、さらにノック判定レベルＶref が設定され
たならば、ステップ104 に進んでこの最大値Ｖp と所定
のノック判定レベルＶref とを比較し、ノック検出値の
最大値Ｖp がノック判定レベルＶref より小さいと判定
されたときは、ステップ105 に進んで“ノック無し”と
判定する。

【００１８】具体的には、図４で示すように内燃機関の
回転角に対応して、すなわち爆発工程に対応してノック
判定区間が設定されているもので、このノック判定区間
に対応する信号が、ノック検出信号を検出するゲート信
号として用いられるようにする。そして、このゲート信
号に基づき出力されたノックセンサ11からの出力信号が
ノックセンサ信号として用いられるもので、この信号の
ピーク値が所定の判定レベルＶref と比較されるように
する。

【００１９】ステップ104 で、最大値Ｖp が判定レベル
Ｖref より大きいと判定されたときは、ステップ106 に
進んでこの最大値Ｖp と２倍の判定レベル２Ｖref とを
比較する。そして、この判定結果に対応してステップ10
7 および108 に進み、小ノック判定あるいは大ノック判
定を行う。その後、ステップ109 でノック検出信号の最
大値Ｖp に応じて、バックグランド値Ｖbgを更新する。

【００２０】ここで、ゲイン切換え用の上限判定レベル
Ｖupと下限判定レベルＶund が設定されるもので、例え
ば上限判定レベルＶupは下限判定レベルＶund の２倍の
値に設定されている。

【００２１】ステッ110 では、この様に設定された上限
判定レベルＶupと、ノック判定レベルＶref の２倍の値
とを比較するもので、ノック判定値Ｖref の２倍の値が
上限判定レベルＶupより大きいと判定されたときは、ス
テップ111 に進んでこれまで設定されていたゲインＧを
“１／２”に設定する。また、ステップ112 でバックグ
ランド値Ｖbgを“１／２”に設定して、この処理が終了
される。

【００２２】ステップ110 でノック判定値Ｖref の２倍
の値が上限判定レベルＶupより小さいと判定されたとき
は、ステップ113 に進んでノック判定値Ｖref の２倍の
値を下限判定レベルＶund と比較する。そして、Ｖref
の２倍の値が下限判定レベルＶund より小さいと判定さ
れたときは、ステップ114 に進んでゲインＧを２倍する
と共に、ステップ115 でバックグランド値Ｖbgを２倍し
てこの処理が終了される。

【００２３】ステップ113 でノック判定レベルＶref の
２倍の値が、下限判定レベルＶundと等しいか、あるい
はこの下限判定レベルＶund よりも大きいと判定された
ときは、ステップ116 に進んでゲインＧおよびバックグ
ランド値Ｖbgをそのままの値に保持して、この処理が終
了される。

【００２４】この様なノック判定ルーチンを実行するこ
とにより、大ノック判定レベルが下限判定レベルＶund
と上限判定レベルＶupとの間に設定されるように、ゲイ
ンＧが設定される。

【００２５】図４に示したタイミングチャートにおい
て、左半分はゲインを上げる動作を示すものであって、
この範囲では大ノック判定レベル“２×Ｖref ”が下限
判定レベルＶund より小さいため、次の点火時期におい
てゲインが上げられるようにしている。これに対して右
半分はゲインを下げる動作であって、ノック判定レベル
が上限判定レベルＶupより大きいものであるため、次の
点火時期においてはゲインが下げられるようにしてい
る。

【００２６】従来は、ノック判定レベルおよび出力信号
によってゲインの切換えを行っているものであり、した
がってノック判定レベルＶref はダイナミックレンジを
飽和することがないが、大ノック判定が困難となる。

【００２７】この点、実施例で示した装置にあっては、
大ノック判定レベルが、ダイナミックレンジを飽和しな
いような所定の範囲にゲインが設定されるものであり、
したがって大ノック判定が確実に実行される。

【００２８】尚、実施例においては大ノック判定レベル
を、通常の判定レベルの２倍として説明したが、もちろ
んこれに限るものではない。また、判定レベルを２段階
としたがさらに多段としてもよいものであり、この場合
最も大きいレベルに応じてゲインを切換える。

【００２９】さらにゲインを２のべき乗としたが、これ
はディジタルコンピュータで扱う場合、ソフト演算で簡
単にステップ111 〜115 の処理が行えるからであり、こ
れに限られるものではない。また、この実施例において
は内燃機関の気筒数を考慮していないが、多気筒エンジ
ンの場合においては、各気筒毎にゲインを設定するもの
であることはもちろんである。また、ノック状態の判定
によって点火時期を制御したが、空燃比、過給圧等の他
の要因を制御するようにしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る内燃機関の
ノッキング制御装置によれば、ノックセンサからの検出
信号をゲイン切換え手段によってゲインを切換えるよう
にする場合に、大ノック判定に使用される判定レベルを
用いることによって、ゲインの切換えを状況に対応して
的確に行えるようになり、良好なノック状態の判定によ
って、適切にノックが制御されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る内燃機関のノッキン
グ制御装置を説明する構成図。

【図２】上記実施例の特にゲイン切換え制御部分の回路
例を示す図。

【図３】ノック判定ルーチンを説明するフローチャー
ト。

【図４】ノック判定に伴うゲイン切換えとの関係を説明
するタイミングチャート。

【符号の説明】

11…ノックセンサ、12…バンドパスフィルタ、13…ゲイ
ン切換え回路、14、15…比較器、16、17…ノック判定レ
ベル設定回路、18…ノック制御回路、19…ゲイン切換え
制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のノック状態を検出するノック
   検出手段と、 このノック検出手段からの検出信号レベルを可変制御す
   るゲイン切換え手段と、 このゲイン切換え手段でゲインが設定されたノック検出
   信号を、設定された第１の判定レベルと比較する第１の
   ノック判定手段と、 前記ノック検出信号を前記第１の判定レベルより高い第
   ２のノック判定レベルと比較する第２のノック判定手段
   と、 前記第１および第２のノック判定手段からの判定出力に
   基づいて、前記内燃機関のノックを制御するノック制御
   手段と、 前記第２のノック判定手段からの判定出力に基づいて、
   前記ゲイン切換え手段のゲインを切換え制御するゲイン
   切換え手段と、 を具備したことを特徴とする内燃機関のノッキング制御
   装置。