JPH06103217B2

JPH06103217B2 - ノック検出装置

Info

Publication number: JPH06103217B2
Application number: JP62241238A
Authority: JP
Inventors: 寿平高橋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-09-25
Filing date: 1987-09-25
Publication date: 1994-12-14
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPS6483120A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、自動車用エンジンの点火制御等に利用するノ
ック検出装置に関する。

従来の技術一般に、圧電セラミックにより構成されたノックセンサ
をエンジン壁に取り付けてエンジンの振動を検出するこ
とにより、エンジンのノックを検出することができる。

第３図は、従来のノック検出装置の動作を示すタイミン
グチャートであり、第３図（ａ）は、エンジンのディス
トリビュータ内に設けられたピックアップコイルからの
信号の波形を整形した信号を示し、この信号は、点火間
でパルス占有率が50％の信号である。

第３図（ｂ）は、ノックセンサからの振動信号を示し、
この信号は、点火後のノックの特徴信号の他に、ピスト
ンの打音等のノイズを含むために、帯域ろ波することに
より雑音が除去されてノックの特徴周波数近傍の周波数
成分が抽出され、増幅される。

ここで、ノックは点火後の一定のクランク角度の範囲で
発生し、また他の一定のクランク角度の範囲で発生しに
くいために、第３図（ａ）に示す信号から例えば第３図
（ｃ）に示すようなエンジンの上死点（又は上死点から
任意の角度（例えば15度）進めた位置）から約60度まで
の範囲のノックゲート信号と、第３図（ｄ）に示すよう
な約60度から120度までの範囲のノイズゲート信号を
得、これらのノックゲート信号とノイズゲート信号によ
り上記振動信号をそれぞれゲーティングする。

次いで、ノイズゲート信号によりゲーティングされた振
動信号を増幅、整流平滑、オフセットすることに、第３
図（ｅ）に示すようなノイズレベルの参照信号を得、こ
の参照信号と、ノックゲート信号によりゲーティングさ
れた振動信号を比較し、振動信号のレベルが参照信号の
レベルより高い場合にパルス信号を得、エンジン内のノ
イズによる誤動作を防止するために、１回の点火におけ
るパルス数が２個以上の場合にノックと判定するように
構成されている。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記従来のノック検出装置では、エンジ
ン周期に応じた時間間隔のノックゲート信号により振動
信号をゲーティングするために、エンジンの高速回転領
域ではノックゲート信号の時間間隔が短くなり、したが
って、ノックの特徴信号がノックゲート信号の範囲から
外れてノックを検出することがでいないという問題点が
ある。

本発明は上記問題点に鑑み、エンジンの高速回転領域で
もノックを検出することができるノック検出装置を提供
することを目的とする。

問題点を解決するための手段本発明は上記問題点を解決するために、比較手段からの
パルス数を複数の点火においてカウントし、複数の点火
においてパルス数が所定値以上のときにノックと判定す
るようにしたものである。

作用本発明は上記構成により、１回の点火においてノックの
特徴信号がノックゲート信号の範囲から外れても複数の
点火においてノックを判定するために、高速回転領域で
もノックを検出することができる。

実施例以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。第１
図は、本発明に係るノック検出装置の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は、第１図のノック判定手段の動作説
明図である。

第１図において、１は、圧電セラミックにより構成され
た振動ピックアップ等のノックセンサであり、自動車エ
ンジン等の壁面に取り付けられる。

尚、ノックセンサ１は、第３図（ｂ）に示すように、エ
ンジンの振動により点火後のノックの特徴信号の他に、
ピストンの打音等のノイズを含む信号を出力し、また、
ノイズは点火後の一定のクランク角度の範囲で発生し、
また他の一定のクランク角度の範囲で発生しにくい。

２は、ノックセンサ１からの信号を帯域ろ波することに
より雑音を除去し、ノックの特徴周波数近傍の周波数成
分を抽出するろ波器、３は、ろ波器２からの振動信号を
増幅する増幅器である。

４は、自動車エンジン等のディストリビュータ内に設け
られたピックアップコイル、５は、ピックアップコイル
４からの信号の波形を整形し、第３図（ａ）に示すよう
に、各点火間でパルス占有率が50％の信号を出力する波
形整形回路である。

６は、波形整形回路５からの信号により例えば第３図
（ｃ）に示すように、エンジンの上死点（又は上死点か
ら任意の角度（例えば15度）進めた位置）から約60度ま
でのノックゲート信号を生成するノックゲート信号生成
回路、７は、波形整形回路５からの信号により例えば第
３図（ｄ）に示すように、エンジンの約60度から120度
までのノイズゲート信号を生成するノイズゲート信号生
成回路である。

８は、増幅器３からの振動信号をノックゲート信号によ
りゲーティングしてノックが発生しやすい範囲（上死点
等〜約60度）の振動信号は抽出するノックゲート回路、
９は、増幅器３からの振動信号をノイズゲート信号によ
りゲーティングしてノックが発生しにくい範囲（約60〜
120度）の振動信号を抽出するノイズゲート回路であ
る。

10は、ノイズゲート回路９からのノックが発生しにくい
範囲の振動信号を増幅、オフセット、整流、平滑し、第
３図（ｅ）に示すようなノイズレベルの参照信号を生成
するための増幅、オフセット、整流、平滑回路、11は、
ノックゲート回路８からのノックが発生しやすい範囲の
振動信号のレベルと、増幅、オフセット、整流、平滑回
路10からの参照信号のレベルを比較し、ノックゲート回
路８からの振動信号のレベルが参照信号のレベルが高い
場合に、第３図（ｆ）に示すようなパルス信号を出力す
る比較回路である。

12は、波形整形回路５からの信号に同期して比較回路11
からのパルス信号をカウントし、後述するようにノック
か否かを判定し、ノックと判定した場合にノック検出パ
ルスを発生するノック判定手段である。

ノック検出パルスは、点火時期制御装置（不図示）に出
力され、点火時期制御装置がこのノック検出パルスによ
りエンジンの点火時期を遅延させてノックを防止する。

ノック判定手段12は、CPU（中央処理装置）と、CPUの実
行プログラムが格納されたROM（リードオンリメモリ）
と、CPUの作業エリア等を有するRAM（ランダムアクセス
メモリ）と、データの入出力ポート等より構成される。

尚、この実施例では、ノックゲート信号とノイズゲート
信号をそれぞれの生成回路6,7により生成するようにし
たが、代わりにノック判定手段12により生成することが
できる。

次に、第２図を参照して上記構成に係る実施例の動作、
特にノック判定手段12の動作を説明する。尚、第２図の
上段に示す信号は、エンジンの各気筒の点火タイミング
を示す信号であり、この信号の立ち上がりで各点火プラ
グが所定の順で点火し、各気筒内の燃料が爆発する。

第２図（１），（２）は、４気筒エンジンに用いられる
ノック検出装置の動作説明図である。４気筒エンジンは
一般に、第１→第２→第４→第３気筒の順や、第１→第
３→第４→第２気筒の順で点火される。

第２図（１）では、ノック判定手段12は、第１、第２の
点火順の気筒の爆発で得られたパルス数（比較回路11の
出力信号）をそれぞれカウントし、それぞれのパルス数
の合計が１個以上のときにノック検出パルスを発生す
る。また、第３、第４の点火順の気筒の爆発で得られた
パルス数をそれぞれカンウトし、それぞれのパルス数の
合計が１個以上のときにノック検出パルスを発生する。

点火時期制御装置は、このノック検出パルスによりそれ
ぞれ、次に第１、第２の点火順の気筒の点火時期を制御
し、また、次の第３、第４の点火順の気筒の点火時期を
制御してノックを防止する。

したがって、上記実施例によれば、エンジンの高速回転
領域においてノックゲート信号の時間間隔が短くなって
１回の点火においてノックの特徴信号がノックゲート信
号の範囲から外れても、連続した２回の点火によりノッ
クを判定するために、ノックを正確に検出することがで
きる。

尚、上記実施例では、４気筒エンジンの第１、第２の点
火順の気筒から得られたパルス数と、第３、第４の点火
順の気筒から得られたパルス数によりノックを検出する
ようにしたが、本発明は、気筒数やその気筒の点火順に
応じて最適なタイミングでノックを検出することができ
る。

以下、他の実施例について説明する。

第２図（２）では、第１、第３の点火順の気筒の爆発で
得られたパルス数をそれぞれカウントし、それぞれのパ
ルス数の合計が１個以上のときにノック検出パルスを発
生する。また、第２、第４の点火順の気筒の爆発で得ら
れたパルス数をそれぞれカウントし、それぞれのパルス
数の合計が１個以上のときにノック検出パルスを発生す
る。

第２図（３），（４），（５）は、６気筒エンジンに用
いられる他のノック検出装置の動作説明図であり、６気
筒エンジンは一般に、第１→第３→第５→第２→第４→
第６気筒の順で点火された。

第３図（３）では、第１、第２、第３の点火順の気筒の
爆発で得られたパルス数をそれぞれカウントし、それぞ
れのパルス数の合計が１個以上のときにノック検出パル
スを発生し、また、第４、第５、第６の点火順の気筒の
爆発で得られたパルス数をそれぞれカウントし、それぞ
れのパルス数の合計が１個以上のときにノック検出パル
スを発生する。

ノックは一般に、点火順に応じて連続して発生する可能
性が高いために、この実施例では、連続した３回の点火
によりノックを判定するために、６気筒エンジンのノッ
クを正確に検出することができる。

第３図（４）では、第１、第３、第５の点火順の気筒の
爆発で得られたパルス数をそれぞれカウントし、それぞ
れのパルス数の合計が１個以上のときにノック検出パル
スを発生し、また、第２、第４、第６の点火順の気筒の
爆発で得られたパルス数をそれぞれカウントし、それぞ
れのパルス数の合計が１個以上のときにノック検出パル
スを発生する。

第３図（５）では、第１、第４の点火順の気筒の爆発で
得られたパルス数をそれぞれカウントし、また、第２、
第５の点火順の気筒の爆発で得られたパルス数をそれぞ
れカウントすることによりそれぞれのパルス数の合計が
１個以上のときにノック検出パルスを発生する。

この実施例では、第３、第６の点火順の検出を間引いて
いるために、ノック判定手段12の処理量を４気筒エンジ
ンのノック検出装置と同様にして軽減することができ
る。

尚、本発明は、ノックゲート信号の時間間隔が短くなる
エンジンの高速回転領域で複数の点火でノックを判定
し、ノックゲート信号の時間間隔が長い低速回転領域で
１回の点火でノックを判定するようにしてもよく、この
場合にはノック判定手段12の処理量を更に軽減すること
ができる。

また、本発明では、ノックと判定するパルス数は、適宜
設定することができる。

発明の効果以上説明したように、本発明は、比較手段からのパルス
数を複数の点火においてカウントし、複数の点火におい
てパルス数が所定値以上のときにノックと判定するよう
にしたので、高速回転領域においてもノックを正確に検
出することができる。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明に係るノック検出装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は、第１図のノック判定手段の動
作説明図、第３図は、第１図のノック検出装置及び従来
例のノック検出装置の主要信号のタイミングチャートで
ある。１…ノックセンサ、４…波形整形回路、６…ノックゲー
ト信号生成回路、７…ノイズゲート信号生成回路、８…
ノックゲート回路、９…ノイズゲート回路、11…比較回
路、12…ノック判定手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの振動を検出する手段と、前記検
出手段からの振動信号をエンジンの回転に同期してゲー
ティングし、ノックが発生しやすい範囲の振動信号を抽
出する第１の振動信号抽出手段と、前記検出手段からの
振動信号をエンジンの回転に同期してゲーティングし、
ノックが発生しにくい範囲の振動信号を抽出する第２の
振動信号抽出手段と、前記第２の振動信号抽出手段から
の振動信号よりエンジンのノイズレベルの参照信号を生
成する手段と、前記第１の振動信号抽出手段からの振動
信号のレベルと前記参照信号のレベルを比較し、振動信
号のレベルが前記参照信号のレベルより高い場合にパル
ス信号を発生する比較手段と、所定の順序で順次点火さ
れる全気筒の内の複数の気筒の爆発に起因して前記比較
手段から出力されるパルス数の合計数が所定値以上のと
きにノックと判定する判定手段とを有するノック検出装
置。
【請求項２】前記判定手段は、エンジンの所定の高速回
転領域においては複数の気筒の爆発に起因して前記比較
手段から出力されるパルス数の合計数が所定値以上のと
きにノックと判定し、所定の低速回転領域においては１
つの気筒の爆発に起因して前記比較手段から出力される
パルス数が所定値以上のときにノックと判定することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のノック検出装
置。