JPH0542658U - 内燃機関のノツキング検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ノッキング周波数域で異常なメカニカルノイズ
が発生しても、ノッキング発生が誤検出されることを防
止する。 【構成】機関振動の検出信号からノッキング周波数域の
成分を取り出して、これを所定区間で積分する。そし
て、該積分のピーク値と第１スライスレベルＳＬ１とを
比較し（Ｓ５）、ピーク値が第１スライスレベルＳＬ１
を越えるときには、ノッキングが発生していると見做
す。但し、前記ピーク値が第１スライスレベルＳＬ１よ
りも大きな第２スライスレベルＳＬ２を越えるときには
（Ｓ６）、異常なメカニカルノイズが発生しているもの
と推定し、ノッキング発生は無いものと判断させる（Ｓ
６→Ｓ７）。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は内燃機関のノッキング検出装置に関し、詳しくは、機関振動レベルの 検出結果に基づいてノッキング発生の有無を検出する装置における検出精度の向 上技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関において、所定レベル以上のノッキングが発生すると、出力を低下さ せるのみならず、衝撃により吸・排気バルブやピストンに悪影響を及ぼすため、 ノッキングを検出して点火時期を補正することによって、速やかにノッキングを 回避できるようにしたノッキングコントロールシステムを備えているものがある （特開昭５８−１０５０３６号公報等参照）。

【０００３】 かかるノッキングコントロール機能を有した点火時期制御装置では、機関本体 に付設された振動センサ（ノッキングセンサ）の検出信号からノッキング周波数 成分を取り出し、該ノッキング周波数成分からノッキングレベルを判別してノッ キング発生の有無を検出するようにしており、かかるノッキング成分の取り出し のために、検出信号を平均化演算してバックグラウンドレベル（スライスレベル ）を設定し、例えばこのバックグラウンドレベルに対して所定以上の偏差を有す る出力レベルが存在するときに、これをノッキング発生によるものと判断して、 点火時期のリタード処理を行うようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、機関故障などによって発生したメカニカルノイズが、ノッキン グに特有な振動周波数に重なると、前記メカニカルノイズとノッキングとの区別 ができないために、振動レベルからノッキングが発生しているものと判断し、実 際にはノッキングが発生していないにも関わらず、点火時期が大きくリタードさ れて、機関出力の低下及び運転性の悪化を招く惧れがあった。

【０００５】 本考案は上記問題点に鑑みなされたものであり、一般的には、機関故障によっ て生じるメカニカルノイズのレベルがノッキングによる振動レベルよりも高くな ることに着目し、メカニカルノイズに基づいてノッキング発生が誤検出されるこ とを防止し得るノッキング検出装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

そのため本考案にかかる内燃機関のノッキング検出装置は、図１に示すように 構成される。 図１において、振動センサは、機関本体に付設され機関振動を検出するもので あり、ノッキング発生判別手段は、この振動センサからの検出信号と第１のスラ イスレベルとを比較し、第１のスライスレベルを越える検出信号成分に基づいて ノッキング発生の有無を判別する。

【０００７】 一方、ノッキング判別無効手段は、振動センサからの検出信号と前記第１のス ライスレベルよりも大きな第２のスライスレベルとを比較し、検出信号が前記第 ２のスライスレベルを越えるときに前記ノッキング発生判別手段によるノッキン グ発生有りの判別を無効とする。

【０００８】

【作用】

即ち、振動センサの検出信号が第１のスライスレベルよりも大きな第２のスラ イスレベルよりも大きいときには、ノッキング発生によって振動レベルが大きく なったのではなく、異常なメカニカルノイズを振動センサで検出したものと見做 して、たとえ第１のスライスレベルを越える検出信号成分が存在しても、ノッキ ング発生有りの判別が下されないようにした。

【０００９】

【実施例】

以下に、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 一実施例のシステム構成を示す図２において、内燃機関１のシリンダブロック にノックセンサ２が取り付けられている。 このノックセンサ２は、圧電素子を有して、機関１の振動に対応した電気信号 を出力する振動センサである。

【００１０】 ノックセンサ２からの検出信号は、バンドパスフィルタ３により、ノッキング 振動に対応する周波数成分（例えば７〜11ＫＨｚ）のみ通過され、積分回路４に 入力される。 積分回路４は、予め定められた積分区間（例えばＡＴＤＣ10°〜ＡＴＤＣ60° ）、前記バンドパスフィルタ３を通過した検出信号（ノッキング周波数成分）を 積分する。

【００１１】 そして、前記積分回路４の積分結果（積分値のピーク値）は、Ａ／Ｄ変換器５ によりディジタル信号に変換されて、マイクロコンピュータ６に読み込まれる。 マイクロコンピュータ６は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、前記積分値の ピーク値に基づいてノッキング発生の有無を判別し、それに応じて点火時期の補 正を行い、最終的に各気筒の燃焼室に設けられた点火栓７による点火動作を制御 する。

【００１２】 尚、機関１には、機関の所定回転毎に信号を出力するクランク角センサ８と、 機関１の吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメータ９と、冷却水温度Ｔｗを検 出する水温センサ10とが設けられており、前記ノックセンサ２の検出信号と共に マイクロコンピュータ６に入力されるようになっている。 ここで、図３のフローチャートに従って、マイクロコンピュータ６によって行 われる前記積分値のピーク値に基づくノッキング発生有無の判別を説明する。尚 、本実施例において、ノッキング発生判別手段とノッキング判別無効手段として の機能は、前記図３のフローチャートに示すように、マイクロコンピュータ６が ソフトウェア的に備えているものとする。

【００１３】 ステップ１（図中ではＳ１としてある。以下同様）では、前記積分回路４から 積分区間における積分値のピーク値を読み込む。 また、ステップ２では、水温センサ10で検出された冷却水温度Ｔｗ，クランク 角センサ８からの検出信号から算出される機関回転速度Ｎ，エアフローメータ９ で検出された吸入空気流量Ｑの情報を入力する。

【００１４】 そして、ステップ３では、ノックセンサ２らの検出信号に基づいてノッキング 発生の有無を判別すると共に、該判別結果に基づいて点火時期を補正するノック コントロールを行うべき運転条件であるか否かを判別する。ここでは、例えば機 関１が完暖状態でかつノッキングの発生し易い低回転・高負荷領域を、前記ノッ クコントロール条件とする。

【００１５】 ステップ３でノックコントロール条件が成立していると判別されたときには、 ステップ４へ進み、吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎとから求められる機関負荷 を代表する基本燃料噴射量Ｔｐ（＝Ｋ×Ｑ／Ｎ；Ｋは定数）及び機関回転速度Ｎ をパラメータとして前記ピーク値レベル判定のための第１，第２スライスレベル ＳＬ１，ＳＬ２を記憶したマップから、現在の運転条件に対応する第１，第２ス ライスレベルＳＬ１，ＳＬ２を検索して求める。

【００１６】 前記第１スライスレベルＳＬ１は、ノッキング発生があったときに前記積分ピ ーク値が越える程度のレベルに設定されており、第２スライスレベルＳＬ２は、 何らかの異常によってノッキング周波数域のメカニカルノイズが発生した場合に 前記積分ピーク値が越える程度のレベルに設定されている。即ち、通常のノッキ ング発生時には、積分ピーク値は前記第１スライスレベルＳＬ１を越えるが、第 ２スライスレベルＳＬ２は越えないように、第１スライスレベルＳＬ１よりも第 ２スライスレベルＳＬ２が大となるように設定されている。

【００１７】 尚、前記第１，第２スライスレベルＳＬ１，ＳＬ２は、本実施例のように１つ のノックセンサ２で機関振動を検出する場合には、各気筒別に設定されることが 好ましい。 ステップ５では、今回入力した積分ピーク値と、前記第１のスライスレベルＳ Ｌ１とを比較し、積分ピーク値が第１のスライスレベルＳＬ１を越える場合には 、ノッキング発生の疑いがあるものと見做してステップ６へ進む。

【００１８】 ステップ６では、今回入力した積分ピーク値と、前記第２のスライスレベルＳ Ｌ２とを比較し、積分ピーク値が大きくなっている原因が、異常なメカニカルノ イズの発生によるものであるか否かを判別する。 第２のスライスレベルを実際の積分ピーク値が越える場合には、ノッキングに よって発生した振動ではなく、異常なメカニカルノイズの発生によるものである と推定し、たとえ第１のスライスレベルＳＬ１を越える積分ピーク値が検出され ていても、ステップ７へ進んでノッキング発生無しの判断を下す。即ち、積分ピ ーク値が第１のスライスレベルＳＬ１を越えていることによるノッキング発生有 りの判別を無効とする。

【００１９】 一方、ステップ６で積分ピーク値が第２のスライスレベルＳＬ２未満であると 判別された場合には、今回第１のスライスレベルＳＬ１を越えたのはノッキング 発生によるものであると見做し、ステップ８へ進んでノッキング発生有りを最終 的に判別する。 即ち、何らかの異常によってノッキング周波数域のメカニカルノイズが発生す る場合には、通常のノッキング発生時の振動レベルよりも大きくなるのが一般的 であるため、ノッキング検出のための第１スライスレベルＳＬ１よりも大きな通 常のノッキング発生時には越えることのない第２スライスレベルＳＬ２を前記メ カニカルノイズの検出用として用い、メカニカルノイズの発生に基づいてノッキ ング発生が誤検出されることを回避するようにしてある。

【００２０】 ステップ９では、前記ノッキング発生の有無の判別に基づいて各気筒別に点火 時期補正を施すが、具体的には、ノッキング発生有りが検出された場合には、点 火時期を所定角度ずつ遅角補正し、逆にノッキング発生無しが検出されると点火 時期を進角補正し、ノッキングの発生が回避される最大進角値で点火制御される ようにする。

【００２１】 ここで、異常なメカニカルノイズによってノッキング発生が誤検出されること がないので、前記メカニカルノイズをノッキング発生と誤検出して、点火時期が 誤補正されることを防止できる。 尚、上記実施例では、ノッキング周波数成分の積分値と機関運転条件に基づい て設定されるスライスレベルとの比較に基づいてノッキング発生を検出するもの について述べたが、かかる検出構成に限定されるものではない。例えばノックセ ンサ２からの検出信号を加重平均してバックグラウンドレベルを設定すると共に 、このバックグラウンドレベルに対して機関運転条件に応じて設定される所定値 を加算して最終的なスライスレベルを設定し、該スライスレベルを越える検出信 号があったときにノッキング発生を検出するよう構成されたノッキング検出装置 であっても良く、この場合、前記所定値を大小２つ設定し、大きな所定値を前記 バックグラウンドレベルに加算して得られる大きなスライスレベルを越えるとき には、ノッキング発生有りの判別を無効とし、異常なメカニカルノイズが発生し ているものと判断させるようにすれば良い。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、異常なメカニカルノイズの発生によって ノッキング発生が誤検出されることを防止でき、ノッキング検出に基づいて点火 時期を補正する場合に、点火時期が無用に遅角補正されて機関出力を低下させる ことを未然に防止できるようになるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の構成を示すブロック図。

【図２】本考案の一実施例のシステム構成を示す図。

【図３】実施例におけるノッキング判別及び点火時期補
正の様子を示すフローチャート。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ２ ノックセンサ（振動センサ） ３ バンドパスフィルタ ４ 積分回路 ５ Ａ／Ｄ変換器 ６ マイクロコンピュータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】機関本体に付設され機関振動を検出する振
   動センサと、 該振動センサからの検出信号と第１のスライスレベルと
   を比較し、前記第１のスライスレベルを越える検出信号
   成分に基づいてノッキング発生の有無を判別するノッキ
   ング発生判別手段と、 前記振動センサからの検出信号と前記第１のスライスレ
   ベルよりも大きな第２のスライスレベルとを比較し、検
   出信号が前記第２のスライスレベルを越えるときに前記
   ノッキング発生判別手段によるノッキング発生有りの判
   別を無効とするノッキング判別無効手段と、 を含んで構成された内燃機関のノッキング検出装置。