JPH07279743A - 内燃機関のノッキング検出装置 - Google Patents
内燃機関のノッキング検出装置Info
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- JPH07279743A JPH07279743A JP9558394A JP9558394A JPH07279743A JP H07279743 A JPH07279743 A JP H07279743A JP 9558394 A JP9558394 A JP 9558394A JP 9558394 A JP9558394 A JP 9558394A JP H07279743 A JPH07279743 A JP H07279743A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的簡単な構成で内燃機関のノッキングを
気筒毎に高精度に検出する。 【構成】 気筒内で発生するイオン電流Ｉを検出し
（（ｂ），（ｇ））、その微分値ＲＩ（（ｃ），
（ｈ））を算出する。クランク角度θ3〜θ4間における
微分値の最大値ＲＩＭＡＸ２が所定値ＲＩＫＮＯＣＫよ
り大きいときノッキング発生と判定する。または、クラ
ンク角度θ1〜θ2間における最大値ＲＩＭＡＸ１と前記
ＲＩＭＡＸ２との差が所定値ＤＲＩＫＮＯＣＫより小さ
いときノッキング発生と判定する。
気筒毎に高精度に検出する。 【構成】 気筒内で発生するイオン電流Ｉを検出し
（（ｂ），（ｇ））、その微分値ＲＩ（（ｃ），
（ｈ））を算出する。クランク角度θ3〜θ4間における
微分値の最大値ＲＩＭＡＸ２が所定値ＲＩＫＮＯＣＫよ
り大きいときノッキング発生と判定する。または、クラ
ンク角度θ1〜θ2間における最大値ＲＩＭＡＸ１と前記
ＲＩＭＡＸ２との差が所定値ＤＲＩＫＮＯＣＫより小さ
いときノッキング発生と判定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関で発生するノッ
キングを検出するノッキング検出装置に関する。
キングを検出するノッキング検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の点火時に気筒内で発生するイ
オン電流を検出し、バンドパスフィルタにより、５〜１
０ＫＨｚのノッキングによって発生する成分のみを抽出
し、これに基づいてノッキング強度を判定するようにし
たノッキング検出装置が、従来より知られている（特開
昭６０−２４９０３１号公報）。
オン電流を検出し、バンドパスフィルタにより、５〜１
０ＫＨｚのノッキングによって発生する成分のみを抽出
し、これに基づいてノッキング強度を判定するようにし
たノッキング検出装置が、従来より知られている（特開
昭６０−２４９０３１号公報）。
【０００３】また、上記と同様にイオン電流を検出する
とともに点火時期の前後に複数のサンプル期間を設定
し、各サンプル期間内におけるイオン電流の積分値に基
づいてノッキングを判定するようにしたノッキング検出
装置も従来より提案されている（特開平５−８７０３６
号公報）。
とともに点火時期の前後に複数のサンプル期間を設定
し、各サンプル期間内におけるイオン電流の積分値に基
づいてノッキングを判定するようにしたノッキング検出
装置も従来より提案されている（特開平５−８７０３６
号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の検出装置のうち前者は、以下のような問題点を有す
る。即ち、点火プラグ近傍はノッキング発生時において
は既に燃焼したガスが充満しているため、点火プラグ近
傍のイオン濃度は非常に低く、イオン濃度変化も小さ
い。従ってイオン電流に含まれる５〜１０ＫＨｚのノッ
キング周波数成分のレベルは小さく、これに基づいてノ
ッキング判定を行なうと、誤判定をする可能性が大き
い。
来の検出装置のうち前者は、以下のような問題点を有す
る。即ち、点火プラグ近傍はノッキング発生時において
は既に燃焼したガスが充満しているため、点火プラグ近
傍のイオン濃度は非常に低く、イオン濃度変化も小さ
い。従ってイオン電流に含まれる５〜１０ＫＨｚのノッ
キング周波数成分のレベルは小さく、これに基づいてノ
ッキング判定を行なうと、誤判定をする可能性が大き
い。
【０００５】また、後者の装置では、最適なサンプル期
間を設定するのに工数がかかり、現実的でないという問
題がある。
間を設定するのに工数がかかり、現実的でないという問
題がある。
【０００６】本発明は上述した点に鑑みなされたもので
あり、比較的簡単な構成で内燃機関のノッキングを気筒
毎に高精度に検出することができるノッキング検出装置
を提供することを目的とする。
あり、比較的簡単な構成で内燃機関のノッキングを気筒
毎に高精度に検出することができるノッキング検出装置
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内燃機関で発生するノッキングを検出するノ
ッキング検出装置において、前記機関の気筒内で発生す
るイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、該検出
した電流値を少なくとも１回微分することにより判定パ
ラメータを算出する判定パラメータ演算手段と、前記判
定パラメータの所定期間内におけるピーク値が所定値を
越えるときノッキング発生と判定するノッキング判定手
段とを設けるようしたものである。
本発明は、内燃機関で発生するノッキングを検出するノ
ッキング検出装置において、前記機関の気筒内で発生す
るイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、該検出
した電流値を少なくとも１回微分することにより判定パ
ラメータを算出する判定パラメータ演算手段と、前記判
定パラメータの所定期間内におけるピーク値が所定値を
越えるときノッキング発生と判定するノッキング判定手
段とを設けるようしたものである。
【０００８】同じ目的を達成するため本発明は、内燃機
関で発生するノッキングを検出するノッキング検出装置
において、前記機関の気筒内で発生するイオン電流を検
出するイオン電流検出手段と、該検出した電流値を少な
くとも１回微分することにより判定パラメータを算出す
る判定パラメータ演算手段と、前記判定パラメータの第
１の所定期間内におけるピーク値と、第２の所定期間内
におけるピーク値との差が所定値以下のときノッキング
発生と判定するノッキング判定手段とを設けるようにし
たものである。
関で発生するノッキングを検出するノッキング検出装置
において、前記機関の気筒内で発生するイオン電流を検
出するイオン電流検出手段と、該検出した電流値を少な
くとも１回微分することにより判定パラメータを算出す
る判定パラメータ演算手段と、前記判定パラメータの第
１の所定期間内におけるピーク値と、第２の所定期間内
におけるピーク値との差が所定値以下のときノッキング
発生と判定するノッキング判定手段とを設けるようにし
たものである。
【０００９】さらに本発明は、内燃機関で発生するノッ
キングを検出するノッキング検出装置において、前記機
関の気筒内で発生するイオン電流を検出するイオン電流
検出手段と、該検出した電流値の第１の所定期間内にお
けるピーク値と第２の所定期間内におけるピーク値との
差が所定値以下のときノッキング発生と判定するノッキ
ング判定手段とを設けるようにしたものである。
キングを検出するノッキング検出装置において、前記機
関の気筒内で発生するイオン電流を検出するイオン電流
検出手段と、該検出した電流値の第１の所定期間内にお
けるピーク値と第２の所定期間内におけるピーク値との
差が所定値以下のときノッキング発生と判定するノッキ
ング判定手段とを設けるようにしたものである。
【００１０】
【作用】請求項１のノッキング検出装置によれば、気筒
内で発生するイオン電流が検出され、検出した電流値を
少なくとも１回微分することにより判定パラメータが算
出され、判定パラメータの所定期間内における最大値が
所定値を越えるときノッキング発生と判定される。
内で発生するイオン電流が検出され、検出した電流値を
少なくとも１回微分することにより判定パラメータが算
出され、判定パラメータの所定期間内における最大値が
所定値を越えるときノッキング発生と判定される。
【００１１】請求項２のノッキング検出装置によれば、
気筒内で発生するイオン電流が検出され、検出した電流
値を少なくとも１回微分することにより判定パラメータ
が算出され、判定パラメータの第１の所定期間内におけ
る最大値と第２の所定期間内における最大値との差が所
定値以下のときノッキング発生と判定される。
気筒内で発生するイオン電流が検出され、検出した電流
値を少なくとも１回微分することにより判定パラメータ
が算出され、判定パラメータの第１の所定期間内におけ
る最大値と第２の所定期間内における最大値との差が所
定値以下のときノッキング発生と判定される。
【００１２】請求項３のノッキング検出装置によれば、
気筒内で発生するイオン電流が検出され、検出した電流
値の第１の所定期間内における最大値と第２の所定期間
内における最大値との差が所定値以下のときノッキング
発生と判定される。
気筒内で発生するイオン電流が検出され、検出した電流
値の第１の所定期間内における最大値と第２の所定期間
内における最大値との差が所定値以下のときノッキング
発生と判定される。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
【００１４】図１は、内燃機関（以下「エンジン」とい
う）の各気筒毎に設けられた点火プラグ及びその駆動制
御系の構成を示す図である。なお同図においては、エン
ジン本体の図示は省略しており、またエンジンは例えば
４気筒を有するが、１気筒分のみ示しデュストリビュー
タは省略している。
う）の各気筒毎に設けられた点火プラグ及びその駆動制
御系の構成を示す図である。なお同図においては、エン
ジン本体の図示は省略しており、またエンジンは例えば
４気筒を有するが、１気筒分のみ示しデュストリビュー
タは省略している。
【００１５】同図において、電源電圧ＶＢが供給される
電源端子Ｔ１は一次側コイル４ａと２次側コイル４ｂと
から成る点火コイル４に接続されている。一次側コイル
４ａと２次側コイル４ｂとは互いにその一端で接続さ
れ、一次側コイル４ａの他端はトランジスタ５のコレク
タに接続され、トランジスタ５のベースは電子コントロ
ールユニット（以下「ＥＣＵ」という）に接続され、そ
のエミッタは接地されている。トランジスタ５のベース
には、ＥＣＵ６より点火指令信号Ａが供給される。ま
た、２次側コイル４ｂの他端は、ダイオード７を介して
点火プラグ２の中心電極２ａに接続されており、点火プ
ラグ２の接地電極２ｂは接地されている。
電源端子Ｔ１は一次側コイル４ａと２次側コイル４ｂと
から成る点火コイル４に接続されている。一次側コイル
４ａと２次側コイル４ｂとは互いにその一端で接続さ
れ、一次側コイル４ａの他端はトランジスタ５のコレク
タに接続され、トランジスタ５のベースは電子コントロ
ールユニット（以下「ＥＣＵ」という）に接続され、そ
のエミッタは接地されている。トランジスタ５のベース
には、ＥＣＵ６より点火指令信号Ａが供給される。ま
た、２次側コイル４ｂの他端は、ダイオード７を介して
点火プラグ２の中心電極２ａに接続されており、点火プ
ラグ２の接地電極２ｂは接地されている。
【００１６】また、点火プラグ２の中心電極２ａはダイ
オード８、抵抗９及び電源回路１０を介して接地されて
おり、抵抗９の両端の電圧を検出する電圧センサ１１が
接続されている。電源回路１０はＥＣＵ６に接続されて
おり、エンジンの各サイクルにおける点火時期近傍にお
いて所定の電圧を点火プラグ２の中心電極２ａに印加す
る。前記電源回路１０、抵抗９及び電圧センサ１１は点
火プラグ２の電極間を流れるイオン電流を検出するイオ
ン電流センサ３を構成し、電圧センサ１１の検出信号は
ＥＣＵ６に供給される。
オード８、抵抗９及び電源回路１０を介して接地されて
おり、抵抗９の両端の電圧を検出する電圧センサ１１が
接続されている。電源回路１０はＥＣＵ６に接続されて
おり、エンジンの各サイクルにおける点火時期近傍にお
いて所定の電圧を点火プラグ２の中心電極２ａに印加す
る。前記電源回路１０、抵抗９及び電圧センサ１１は点
火プラグ２の電極間を流れるイオン電流を検出するイオ
ン電流センサ３を構成し、電圧センサ１１の検出信号は
ＥＣＵ６に供給される。
【００１７】また、ＥＣＵ６にはエンジンのクランク軸
の回転回度を検出するクランク角センサ、クランク軸の
所定角度（４気筒の場合１８０度）回転毎にパルス（以
下「ＴＤＣ信号パルス」という）を発生するＴＤＣセン
サ、特定の気筒を判別するための気筒判別センサ、エン
ジンの吸気管のスロットル弁より下流側の圧力を検出す
る吸気管内絶対圧センサ、スロットル弁の開度を検出す
るスロットル弁開度センサ、エンジン冷却水温を検出す
るエンジン水温センサ等の各種エンジン運転パラメータ
センサ１２が接続されており、これらのセンサの検出信
号がＥＣＵ６に供給される。なお、クランク角センサ
は、エンジン回転数センサとしても機能する。
の回転回度を検出するクランク角センサ、クランク軸の
所定角度（４気筒の場合１８０度）回転毎にパルス（以
下「ＴＤＣ信号パルス」という）を発生するＴＤＣセン
サ、特定の気筒を判別するための気筒判別センサ、エン
ジンの吸気管のスロットル弁より下流側の圧力を検出す
る吸気管内絶対圧センサ、スロットル弁の開度を検出す
るスロットル弁開度センサ、エンジン冷却水温を検出す
るエンジン水温センサ等の各種エンジン運転パラメータ
センサ１２が接続されており、これらのセンサの検出信
号がＥＣＵ６に供給される。なお、クランク角センサ
は、エンジン回転数センサとしても機能する。
【００１８】ＥＣＵ６は、さらに吸気管内に燃料を噴射
する燃料噴射弁（図示せず）に接続されている。ＥＣＵ
６は、入力回路、出力回路、メモリ、ＣＰＵ（中央処理
装置）等から成り、検出したエンジン運転パラメータに
基づいて点火時期及び燃料噴射弁の開弁時間を制御する
とともに、後述するノッキングの判定を行なう。
する燃料噴射弁（図示せず）に接続されている。ＥＣＵ
６は、入力回路、出力回路、メモリ、ＣＰＵ（中央処理
装置）等から成り、検出したエンジン運転パラメータに
基づいて点火時期及び燃料噴射弁の開弁時間を制御する
とともに、後述するノッキングの判定を行なう。
【００１９】ＥＣＵ６からの指令によって点火プラグ２
がエンジンの燃焼室内の混合気を着火させたとき、その
燃焼状態が正常であれば混合気が充分にイオン化するた
め、点火プラグ２の中心電極２ａと接地電極２ｂ間に電
源回路１０から大きなイオン電流が流れ、電圧センサ１
１で検出される抵抗９の両端間の電圧は大きくなる。一
方、失火等によって燃焼状態が不良であれば混合気が充
分にイオン化しないため、点火プラグ２の中心電極２ａ
と接地電極２ｂ間に流れるイオン電流は小さくなり、電
圧センサ１１で検出される電圧は小さくなる。また、ノ
ッキング発生時には新たにイオン電流が発生するため検
出電圧は増加する傾向を示す。電圧センサ１１で検出さ
れる電圧値は点火時期近傍の複数のクランク角に対応し
て複数回検出される。このようにして、混合気の燃焼状
態の良否やノッキング発生の有無に応じて変化するイオ
ン電流が、電圧センサ１１によって各サイクル毎に検出
され、この検出電流値に基づいて後述するようにノッキ
ング発生の有無が判定される。
がエンジンの燃焼室内の混合気を着火させたとき、その
燃焼状態が正常であれば混合気が充分にイオン化するた
め、点火プラグ２の中心電極２ａと接地電極２ｂ間に電
源回路１０から大きなイオン電流が流れ、電圧センサ１
１で検出される抵抗９の両端間の電圧は大きくなる。一
方、失火等によって燃焼状態が不良であれば混合気が充
分にイオン化しないため、点火プラグ２の中心電極２ａ
と接地電極２ｂ間に流れるイオン電流は小さくなり、電
圧センサ１１で検出される電圧は小さくなる。また、ノ
ッキング発生時には新たにイオン電流が発生するため検
出電圧は増加する傾向を示す。電圧センサ１１で検出さ
れる電圧値は点火時期近傍の複数のクランク角に対応し
て複数回検出される。このようにして、混合気の燃焼状
態の良否やノッキング発生の有無に応じて変化するイオ
ン電流が、電圧センサ１１によって各サイクル毎に検出
され、この検出電流値に基づいて後述するようにノッキ
ング発生の有無が判定される。
【００２０】図２は本発明の第１及び第２の実施例に係
るノッキング検出手法を説明するための図であり、横軸
はクランク角度である。
るノッキング検出手法を説明するための図であり、横軸
はクランク角度である。
【００２１】同図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞ
れノッキング発生時における筒内圧ＰＣＹＬ、イオン電
流センサ３で検出されるイオン電流Ｉ及びイオン電流Ｉ
の微分値ＲＩを示し、同図（ｆ），（ｇ）及び（ｈ）は
それぞれ正常燃焼時における筒内圧ＰＣＹＬ、イオン電
流Ｉ及びイオン電流Ｉの微分値ＲＩを示している。な
お、筒内圧ＰＣＹＬは参考のために示すものであり、実
施例では筒内圧ＰＣＹＬを検出していない（図３、４も
同様）。
れノッキング発生時における筒内圧ＰＣＹＬ、イオン電
流センサ３で検出されるイオン電流Ｉ及びイオン電流Ｉ
の微分値ＲＩを示し、同図（ｆ），（ｇ）及び（ｈ）は
それぞれ正常燃焼時における筒内圧ＰＣＹＬ、イオン電
流Ｉ及びイオン電流Ｉの微分値ＲＩを示している。な
お、筒内圧ＰＣＹＬは参考のために示すものであり、実
施例では筒内圧ＰＣＹＬを検出していない（図３、４も
同様）。
【００２２】第１の実施例では、同図（ｄ）に示すゲー
ト信号Ｇ１を使用し、クランク角度θ3〜θ4間における
微分値ＲＩの最大値ＲＩＭＡＸ２を計測算出し、ＲＩＭ
ＡＸ２値が所定値ＲＩＫＮＯＣＫより大きいときノッキ
ング発生と判定する（同図（ｃ），（ｈ）参照）。ノッ
キング発生時には、イオン電流Ｉにピークが２つでき、
微分値ＲＩにも正のピークが２つでき、２つ目のピーク
がノッキング発生時に特有のものである点に着目したも
のである。微分値ＲＩを用いることにより、電流値Ｉそ
のものを用いるよりも、ノッキング発生時と正常燃焼時
との差が顕著となり、ノッキングの判定精度を高めるこ
とができる。
ト信号Ｇ１を使用し、クランク角度θ3〜θ4間における
微分値ＲＩの最大値ＲＩＭＡＸ２を計測算出し、ＲＩＭ
ＡＸ２値が所定値ＲＩＫＮＯＣＫより大きいときノッキ
ング発生と判定する（同図（ｃ），（ｈ）参照）。ノッ
キング発生時には、イオン電流Ｉにピークが２つでき、
微分値ＲＩにも正のピークが２つでき、２つ目のピーク
がノッキング発生時に特有のものである点に着目したも
のである。微分値ＲＩを用いることにより、電流値Ｉそ
のものを用いるよりも、ノッキング発生時と正常燃焼時
との差が顕著となり、ノッキングの判定精度を高めるこ
とができる。
【００２３】ここでクランク角度θ3は例えばＴＤＣ
（上死点）後１０度とし、クランク角度θ4は例えばＴ
ＤＣ後２５度とする。
（上死点）後１０度とし、クランク角度θ4は例えばＴ
ＤＣ後２５度とする。
【００２４】第２の実施例では、同図（ｅ）に示すゲー
ト信号Ｇ２を使用し、クランク角度θ1〜θ2間における
微分値ＲＩの最大値ＲＩＭＡＸ１及びクランク角度θ3
〜θ4間における最大値ＲＩＭＡＸ２を計測・算出し、
これらの値の差（ＲＩＭＡＸ１−ＲＩＭＡＸ２）が所定
値ＤＲＩＫＮＯＣＫより小さいとき、ノッキング発生と
判定する（同図（ｃ），（ｈ）参照）。
ト信号Ｇ２を使用し、クランク角度θ1〜θ2間における
微分値ＲＩの最大値ＲＩＭＡＸ１及びクランク角度θ3
〜θ4間における最大値ＲＩＭＡＸ２を計測・算出し、
これらの値の差（ＲＩＭＡＸ１−ＲＩＭＡＸ２）が所定
値ＤＲＩＫＮＯＣＫより小さいとき、ノッキング発生と
判定する（同図（ｃ），（ｈ）参照）。
【００２５】ノッキング発生時は、微分値ＲＩにも正の
ピークが２つでき、２つの最大値ＲＩＭＡＸ１，２の差
が正常燃焼時より小さくなることに着目したものであ
る。
ピークが２つでき、２つの最大値ＲＩＭＡＸ１，２の差
が正常燃焼時より小さくなることに着目したものであ
る。
【００２６】ここで、クランク角度θ1は例えばＴＤＣ
前１０度とし、クランク角度θ2は例えばＴＤＣ後１０
度とする。
前１０度とし、クランク角度θ2は例えばＴＤＣ後１０
度とする。
【００２７】図３は本発明の第３及び第４の実施例に係
るノッキング検出手法を説明するための図であり、横軸
はクランク角度である。
るノッキング検出手法を説明するための図であり、横軸
はクランク角度である。
【００２８】同図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞ
れノッキング発生時における筒内圧ＰＣＹＬ、イオン電
流Ｉ及びイオン電流Ｉの２回微分値ＲＲＩを示し、同図
（ｆ），（ｇ）及び（ｈ）はそれぞれ正常燃焼時におけ
る筒内圧ＰＣＹＬ、イオン電流Ｉ及びイオン電流Ｉの２
回微分値ＲＲＩを示している。
れノッキング発生時における筒内圧ＰＣＹＬ、イオン電
流Ｉ及びイオン電流Ｉの２回微分値ＲＲＩを示し、同図
（ｆ），（ｇ）及び（ｈ）はそれぞれ正常燃焼時におけ
る筒内圧ＰＣＹＬ、イオン電流Ｉ及びイオン電流Ｉの２
回微分値ＲＲＩを示している。
【００２９】第３の実施例では、同図（ｄ）に示すゲー
ト信号Ｇ３を使用し、クランク角度θ7〜θ8間における
２回微分値ＲＲＩの最大値ＲＲＩＭＡＸ２を計測・算出
し、ＲＲＩＭＡＸ２値が所定値ＲＲＩＫＮＯＣＫより大
きいときノッキング発生と判定する（同図（ｃ），
（ｈ）参照）。ノッキング発生時には、イオン電流Ｉの
微分値ＲＩに正のピークが２つでき、２回微分値にも正
のピーク値が２つでき、２つ目のピークがノッキング発
生時に特有のものである点に着目したものである。２回
微分値ＲＲＩを用いることにより、さらにノッキングの
判定精度を高めることができる。
ト信号Ｇ３を使用し、クランク角度θ7〜θ8間における
２回微分値ＲＲＩの最大値ＲＲＩＭＡＸ２を計測・算出
し、ＲＲＩＭＡＸ２値が所定値ＲＲＩＫＮＯＣＫより大
きいときノッキング発生と判定する（同図（ｃ），
（ｈ）参照）。ノッキング発生時には、イオン電流Ｉの
微分値ＲＩに正のピークが２つでき、２回微分値にも正
のピーク値が２つでき、２つ目のピークがノッキング発
生時に特有のものである点に着目したものである。２回
微分値ＲＲＩを用いることにより、さらにノッキングの
判定精度を高めることができる。
【００３０】ここでクランク角度θ7は例えばＴＤＣ
（上死点）後５度とし、クランク角度θ8は例えばＴＤ
Ｃ後２０度とする。
（上死点）後５度とし、クランク角度θ8は例えばＴＤ
Ｃ後２０度とする。
【００３１】第４の実施例では、同図（ｅ）に示すゲー
ト信号Ｇ４を使用し、クランク角度θ5〜θ6間における
２回微分値ＲＲＩの最大値ＲＲＩＭＡＸ１及びクランク
角度θ7〜θ8間における最大値ＲＲＩＭＡＸ２を計測・
算出し、これらの値の差（ＲＲＩＭＡＸ１−ＲＲＩＭＡ
Ｘ２）が所定値ＤＲＲＩＫＮＯＣＫより小さいとき、ノ
ッキング発生と判定する（同図（ｃ），（ｈ）参照）。
ト信号Ｇ４を使用し、クランク角度θ5〜θ6間における
２回微分値ＲＲＩの最大値ＲＲＩＭＡＸ１及びクランク
角度θ7〜θ8間における最大値ＲＲＩＭＡＸ２を計測・
算出し、これらの値の差（ＲＲＩＭＡＸ１−ＲＲＩＭＡ
Ｘ２）が所定値ＤＲＲＩＫＮＯＣＫより小さいとき、ノ
ッキング発生と判定する（同図（ｃ），（ｈ）参照）。
【００３２】ノッキング発生時は、２回微分値ＲＲＩに
も正のピークが２つでき、２つの最大値ＲＲＩＭＡＸ
１，２の差が正常燃焼時より小さくなることに着目した
ものである。
も正のピークが２つでき、２つの最大値ＲＲＩＭＡＸ
１，２の差が正常燃焼時より小さくなることに着目した
ものである。
【００３３】ここで、クランク角度θ5は例えばＴＤＣ
前１５度とし、クランク角度θ6は例えばＴＤＣ後５度
とする。
前１５度とし、クランク角度θ6は例えばＴＤＣ後５度
とする。
【００３４】図４は本発明の第５の実施例に係るノッキ
ング判定手法を説明するための図であり、横軸はクラン
ク角度である。
ング判定手法を説明するための図であり、横軸はクラン
ク角度である。
【００３５】同図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれノッキ
ング発生時における筒内圧ＰＣＹＬ及びイオン電流Ｉを
示し、同図（ｄ）及び（ｅ）はそれぞれ正常燃焼時にお
ける筒内圧及びイオン電流を示す。
ング発生時における筒内圧ＰＣＹＬ及びイオン電流Ｉを
示し、同図（ｄ）及び（ｅ）はそれぞれ正常燃焼時にお
ける筒内圧及びイオン電流を示す。
【００３６】本実施例では、同図（ｃ）に示すゲート信
号Ｇ５を使用し、クランク角度θ9〜θ10間におけるイ
オン電流Ｉの最大値ＩＲＭＡＸ１及びクランク角度θ11
〜θ12間におけるイオン電流Ｉの最大値ＩＭＡＸ２を計
測・算出し、これらの値の差（ＩＭＡＸ１−ＩＭＡＸ
２）が所定値ＤＩＫＮＯＣＫより小さいときノッキング
発生と判定する（同図（ｂ），（ｅ）参照）。
号Ｇ５を使用し、クランク角度θ9〜θ10間におけるイ
オン電流Ｉの最大値ＩＲＭＡＸ１及びクランク角度θ11
〜θ12間におけるイオン電流Ｉの最大値ＩＭＡＸ２を計
測・算出し、これらの値の差（ＩＭＡＸ１−ＩＭＡＸ
２）が所定値ＤＩＫＮＯＣＫより小さいときノッキング
発生と判定する（同図（ｂ），（ｅ）参照）。
【００３７】ノッキング発生時においてはイオン電流Ｉ
に２つのピークができ、２つの最大値ＩＲＭＡＸ１、Ｉ
ＲＭＡＸ２の差が正常燃焼時より小さくなる点に着目し
たものである。
に２つのピークができ、２つの最大値ＩＲＭＡＸ１、Ｉ
ＲＭＡＸ２の差が正常燃焼時より小さくなる点に着目し
たものである。
【００３８】ここで、クランク角度θ9〜θ12は例えば
それぞれＴＤＣ前１０度、ＴＤＣ後１０度、ＴＤＣ後１
０度及びＴＤＣ後２５度とする。
それぞれＴＤＣ前１０度、ＴＤＣ後１０度、ＴＤＣ後１
０度及びＴＤＣ後２５度とする。
【００３９】本実施例によれば、イオン電流Ｉを微分す
る必要がないので、前述した実施例より処理を簡略化す
ることができる。
る必要がないので、前述した実施例より処理を簡略化す
ることができる。
【００４０】図５は、前記第１の実施例（図２）におけ
るＥＣＵ６の処理手順を示すフローチャートである。こ
の処理はＴＤＣ信号パルスの発生（ピストンが上死点に
達する少し前に発生する）毎に実行が開始される。な
お、４気筒エンジンの場合、本処理における各パラメー
タ及びフラグは各気筒毎に設定され、クランク角７２０
度毎に同一気筒の判定が行われる。
るＥＣＵ６の処理手順を示すフローチャートである。こ
の処理はＴＤＣ信号パルスの発生（ピストンが上死点に
達する少し前に発生する）毎に実行が開始される。な
お、４気筒エンジンの場合、本処理における各パラメー
タ及びフラグは各気筒毎に設定され、クランク角７２０
度毎に同一気筒の判定が行われる。
【００４１】ステップＳ１では、クランク角θ3〜θ4間
のイオン電流Ｉの変化率（微分値）ＲＩの最大値ＲＩＭ
ＡＸ２を計測・算出する。この処理は、例えばクランク
角度１度毎にイオン電流Ｉを読み込みイオン電流Ｉのク
ランク角１度毎の変化量ｄＩを算出し、これを微分値Ｒ
Ｉとしてその最大値ＲＩＭＡＸ２を算出することにより
行う。
のイオン電流Ｉの変化率（微分値）ＲＩの最大値ＲＩＭ
ＡＸ２を計測・算出する。この処理は、例えばクランク
角度１度毎にイオン電流Ｉを読み込みイオン電流Ｉのク
ランク角１度毎の変化量ｄＩを算出し、これを微分値Ｒ
Ｉとしてその最大値ＲＩＭＡＸ２を算出することにより
行う。
【００４２】続くステップＳ２では、最大値ＩＲＭＡＸ
２が所定値ＲＩＫＮＯＣＫより大きいか否かを判別し、
ＲＩＭＡＸ２＞ＲＩＫＮＯＣＫが成立するときは、ノッ
キング発生と判定してフラグＦＫＮＯＣＫを「１」とす
る（ステップＳ３）。一方、ＲＩＭＡＸ２≦ＲＩＫＮＯ
ＣＫが成立するときは、正常燃焼と判定してフラグＦＫ
ＮＯＣＫを「０」とする（ステップＳ４）。
２が所定値ＲＩＫＮＯＣＫより大きいか否かを判別し、
ＲＩＭＡＸ２＞ＲＩＫＮＯＣＫが成立するときは、ノッ
キング発生と判定してフラグＦＫＮＯＣＫを「１」とす
る（ステップＳ３）。一方、ＲＩＭＡＸ２≦ＲＩＫＮＯ
ＣＫが成立するときは、正常燃焼と判定してフラグＦＫ
ＮＯＣＫを「０」とする（ステップＳ４）。
【００４３】ここで所定値ＲＩＫＮＯＣＫはエンジン回
転数ＮＥに応じて、ＮＥ値が増加するほど、増加するよ
うに設定する。また、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン
負荷（吸気管内絶対圧ＰＢＡ）の関数として設定し、メ
モリにマップとし記憶させるようにしてもよい。
転数ＮＥに応じて、ＮＥ値が増加するほど、増加するよ
うに設定する。また、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン
負荷（吸気管内絶対圧ＰＢＡ）の関数として設定し、メ
モリにマップとし記憶させるようにしてもよい。
【００４４】次いで、ノッキング判定処理を行う（ステ
ップＳ６）。具体的には、例えば所定回数Ｎ以上連続し
てＦＫＮＯＣＫ＝１のとき、あるいは過去Ｎ回の間に所
定回数Ｍ以上ＦＫＮＯＣＫ＝１のときノッキングである
との判定を確定する。ノッキング判定確定時は、例えば
点火時期を遅角させる等の措置をとる。
ップＳ６）。具体的には、例えば所定回数Ｎ以上連続し
てＦＫＮＯＣＫ＝１のとき、あるいは過去Ｎ回の間に所
定回数Ｍ以上ＦＫＮＯＣＫ＝１のときノッキングである
との判定を確定する。ノッキング判定確定時は、例えば
点火時期を遅角させる等の措置をとる。
【００４５】図６は、前述した第２の実施例（図２）に
おけるＥＣＵ６の処理手順を示すフローチャートであ
る。処理タイミングは、図５と同一である。
おけるＥＣＵ６の処理手順を示すフローチャートであ
る。処理タイミングは、図５と同一である。
【００４６】ステップＳ１１では、クランク角度θ1〜
θ2間におけるイオン電流変化率の最大値ＲＩＭＡＸ１
を計測・算出し、ステップＳ１２では図５のステップＳ
１と同様に最大値ＲＩＭＡＸ２を計測・算出する。
θ2間におけるイオン電流変化率の最大値ＲＩＭＡＸ１
を計測・算出し、ステップＳ１２では図５のステップＳ
１と同様に最大値ＲＩＭＡＸ２を計測・算出する。
【００４７】次いで２つの最大値の差（ＲＩＭＡＸ１−
ＲＩＭＡＸ２）が所定値ＤＲＩＫＮＯＣＫより小さいか
否かを判別し（ステップＳ１３）、（ＲＩＭＡＸ１−Ｒ
ＩＭＡＸ２）＜ＲＩＫＮＯＣＫが成立するときは、ノッ
キング発生と判定してフラグＦＫＮＯＣＫを「１」とす
る（ステップＳ１４）。一方、（ＲＩＭＡＸ１−ＲＩＭ
ＡＸ２）≧ＲＩＫＮＯＣＫが成立するときは、正常燃焼
と判定してフラグＦＫＮＯＣＫを「０」とする（ステッ
プＳ１５）。
ＲＩＭＡＸ２）が所定値ＤＲＩＫＮＯＣＫより小さいか
否かを判別し（ステップＳ１３）、（ＲＩＭＡＸ１−Ｒ
ＩＭＡＸ２）＜ＲＩＫＮＯＣＫが成立するときは、ノッ
キング発生と判定してフラグＦＫＮＯＣＫを「１」とす
る（ステップＳ１４）。一方、（ＲＩＭＡＸ１−ＲＩＭ
ＡＸ２）≧ＲＩＫＮＯＣＫが成立するときは、正常燃焼
と判定してフラグＦＫＮＯＣＫを「０」とする（ステッ
プＳ１５）。
【００４８】ここで、所定値ＤＲＩＫＮＯＣＫは、エン
ジン回転数ＮＥに応じて、ＮＥ値が増加するほど増加す
るように設定する。また、エンジン回転数ＮＥ及びエン
ジン負荷の関数として設定し、メモリにマップとして記
憶させるようにしてもよい。
ジン回転数ＮＥに応じて、ＮＥ値が増加するほど増加す
るように設定する。また、エンジン回転数ＮＥ及びエン
ジン負荷の関数として設定し、メモリにマップとして記
憶させるようにしてもよい。
【００４９】続くステップＳ１６では、図５のステップ
Ｓ５と同様の処理を行う。
Ｓ５と同様の処理を行う。
【００５０】図７は、前述した第５の実施例（図４）に
おけるＥＣＵ６の処理手順を示すフローチャートであ
る。処理タイミングは、図５と同一である。
おけるＥＣＵ６の処理手順を示すフローチャートであ
る。処理タイミングは、図５と同一である。
【００５１】ステップＳ２１では、クランク角度θ9〜
θ10間のイオン電流の最大値ＩＭＡＸ１を計測・算出
し、ステップＳ２２ではクランク角度θ11〜θ12間のイ
オン電流の最大値ＩＭＡＸ２を計測・算出する。
θ10間のイオン電流の最大値ＩＭＡＸ１を計測・算出
し、ステップＳ２２ではクランク角度θ11〜θ12間のイ
オン電流の最大値ＩＭＡＸ２を計測・算出する。
【００５２】次いで２つの最大値の差（ＩＭＡＸ１−Ｉ
ＭＡＸ２）が所定値ＤＩＫＮＯＣＫより小さいか否かを
判別し（ステップＳ２３）、（ＩＭＡＸ１−ＩＭＡＸ
２）＜ＩＫＮＯＣＫが成立するときは、ノッキング発生
と判定してフラグＦＫＮＯＣＫを「１」とする（ステッ
プＳ２４）。一方、（ＲＩＭＡＸ１−ＲＩＭＡＸ２）≧
ＲＩＫＮＯＣＫが成立するときは、正常燃焼と判定して
フラグＦＫＮＯＣＫを「０」とする（ステップＳ２
５）。
ＭＡＸ２）が所定値ＤＩＫＮＯＣＫより小さいか否かを
判別し（ステップＳ２３）、（ＩＭＡＸ１−ＩＭＡＸ
２）＜ＩＫＮＯＣＫが成立するときは、ノッキング発生
と判定してフラグＦＫＮＯＣＫを「１」とする（ステッ
プＳ２４）。一方、（ＲＩＭＡＸ１−ＲＩＭＡＸ２）≧
ＲＩＫＮＯＣＫが成立するときは、正常燃焼と判定して
フラグＦＫＮＯＣＫを「０」とする（ステップＳ２
５）。
【００５３】ここで、所定値ＤＩＫＮＯＣＫは、エンジ
ン回転数ＮＥに応じて、ＮＥ値が増加するほど増加する
ように設定する。また、エンジン回転数ＮＥ及びエンジ
ン負荷の関数として設定し、メモリにマップとして記憶
させるようにしてもよい。
ン回転数ＮＥに応じて、ＮＥ値が増加するほど増加する
ように設定する。また、エンジン回転数ＮＥ及びエンジ
ン負荷の関数として設定し、メモリにマップとして記憶
させるようにしてもよい。
【００５４】なお、前述した第３及び第４の実施例に対
応するフローチャートは示していないが、図５及び図６
において、イオン電流の変化率（微分値）をイオン電流
変化率の変化率（２回微分値）に置き換えて、同様の処
理を行えばよい。２回微分値は、微分値算出処理を微分
値に対して行えばよい。
応するフローチャートは示していないが、図５及び図６
において、イオン電流の変化率（微分値）をイオン電流
変化率の変化率（２回微分値）に置き換えて、同様の処
理を行えばよい。２回微分値は、微分値算出処理を微分
値に対して行えばよい。
【００５５】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は前記各実施例に限定されるものでなく、種々の設計
変更を行うことができる。
明は前記各実施例に限定されるものでなく、種々の設計
変更を行うことができる。
【００５６】例えば、上述した実施例では点火プラグ２
の両電極２ａ，２ｂ間を流れるイオン電流を検出してい
るが（図１参照）、図８に示すように各気筒に点火プラ
グ２とは別にイオンプローブ１３を設け、このイオンプ
ローブ１３にイオン電流センサ３を接続しても良い。
の両電極２ａ，２ｂ間を流れるイオン電流を検出してい
るが（図１参照）、図８に示すように各気筒に点火プラ
グ２とは別にイオンプローブ１３を設け、このイオンプ
ローブ１３にイオン電流センサ３を接続しても良い。
【００５７】また、各ゲート信号Ｇ1〜Ｇ5によって決定
される所定期間は、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン負
荷に応じて設定するようにしてもよい。
される所定期間は、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン負
荷に応じて設定するようにしてもよい。
【００５８】また、上述した第１の実施例の判定と第５
の実施例の判定とを両方行い、第１の実施例の判定結果
を第１のフラグＦＫＮＯＣＫ１とし、第５の実施例の判
定結果を第２のフラグＦＫＮＯＣＫ２とし、以下のよう
な処理によりノッキング判定を確定させるようにしても
よい。
の実施例の判定とを両方行い、第１の実施例の判定結果
を第１のフラグＦＫＮＯＣＫ１とし、第５の実施例の判
定結果を第２のフラグＦＫＮＯＣＫ２とし、以下のよう
な処理によりノッキング判定を確定させるようにしても
よい。
【００５９】即ち次式により、判定確定用パラメータＷ
ＫＮＯＣＫを算出し、ＷＫＮＯＣＫ値が所定値（例えば
０．５）以上である状態が所定回数以上継続したときノ
ッキング判定を確定する。
ＫＮＯＣＫを算出し、ＷＫＮＯＣＫ値が所定値（例えば
０．５）以上である状態が所定回数以上継続したときノ
ッキング判定を確定する。
【００６０】ＷＫＮＯＣＫ＝Ｋ１×ＦＫＮＯＣＫ１＋Ｋ
２×ＦＫＮＯＣＫ２ ここでＫ１，Ｋ２は加重係数であり、エンジン回転数Ｎ
Ｅ及びエンジン負荷に応じて設定することが望ましい。
また、ノッキングの判定精度が高いほど加重係数を大き
く設定する。即ちＫ１＞Ｋ２となるように設定する。
２×ＦＫＮＯＣＫ２ ここでＫ１，Ｋ２は加重係数であり、エンジン回転数Ｎ
Ｅ及びエンジン負荷に応じて設定することが望ましい。
また、ノッキングの判定精度が高いほど加重係数を大き
く設定する。即ちＫ１＞Ｋ２となるように設定する。
【００６１】また、検出イオン電流の極性が逆の場合
は、上述した実施例における「最大値」は「最小値」と
なる。従って、特許請求の範囲に記載した「ピーク値」
は、これら双方を含むものである。
は、上述した実施例における「最大値」は「最小値」と
なる。従って、特許請求の範囲に記載した「ピーク値」
は、これら双方を含むものである。
【００６２】
【発明の効果】請求項１のノッキング検出装置によれ
ば、気筒内で発生するイオン電流が検出され、検出した
電流値を少なくとも１回微分することにより判定パラメ
ータが算出され、判定パラメータの所定期間内における
最大値が所定値を越えるときノッキング発生と判定され
るので、比較的簡単な構成で内燃機関のノッキングを気
筒毎に高精度に検出することができる。
ば、気筒内で発生するイオン電流が検出され、検出した
電流値を少なくとも１回微分することにより判定パラメ
ータが算出され、判定パラメータの所定期間内における
最大値が所定値を越えるときノッキング発生と判定され
るので、比較的簡単な構成で内燃機関のノッキングを気
筒毎に高精度に検出することができる。
【００６３】請求項２のノッキング検出装置によれば、
気筒内で発生するイオン電流が検出され、検出した電流
値を少なくとも１回微分することにより、判定パラメー
タが算出され、判定パラメータの第１の所定期間内にお
ける最大値と第２の所定期間内における最大値との差が
所定値以下のときノッキング発生と判定されるので、請
求項１のノッキング検出装置と同様の効果を奏する。
気筒内で発生するイオン電流が検出され、検出した電流
値を少なくとも１回微分することにより、判定パラメー
タが算出され、判定パラメータの第１の所定期間内にお
ける最大値と第２の所定期間内における最大値との差が
所定値以下のときノッキング発生と判定されるので、請
求項１のノッキング検出装置と同様の効果を奏する。
【００６４】請求項３のノッキング検出装置によれば、
気筒内で発生するイオン電流が検出され、検出した電流
値又は電圧値の第１の所定期間内における最大値と第２
の所定期間内における最大値との差が所定値以下のとき
ノッキング発生と判定されるので、より簡単な処理で高
精度のノッキング検出が可能となる。
気筒内で発生するイオン電流が検出され、検出した電流
値又は電圧値の第１の所定期間内における最大値と第２
の所定期間内における最大値との差が所定値以下のとき
ノッキング発生と判定されるので、より簡単な処理で高
精度のノッキング検出が可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関の点火プラグ
及びその駆動制御系の構成を示す図である。
及びその駆動制御系の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１及び第２の実施例に係るノッキン
グ判定手法を説明するための図である。
グ判定手法を説明するための図である。
【図３】本発明の第３及び第４の実施例に係るノッキン
グ判定手法を説明するための図である。
グ判定手法を説明するための図である。
【図４】本発明の第５の実施例に係るノッキング判定手
法を説明するための図である。
法を説明するための図である。
【図５】図２の第１の実施例における処理手順を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図６】図２の第２の実施例における処理手順を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図７】図４の第５の実施例における処理手順を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図８】図１の変形例を示す図である。
１ 点火装置 ２ 点火プラグ ３ イオン電流センサ ４ 点火コイル ６ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ） ７ エンジン運転パラメータセンサ ９ 抵抗 １０ 電源 １１ 電圧センサ
Claims (3)
- 【請求項１】 内燃機関で発生するノッキングを検出す
るノッキング検出装置において、前記機関の気筒内で発
生するイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、該
検出した電流値を少なくとも１回微分することにより判
定パラメータを算出する判定パラメータ演算手段と、前
記判定パラメータの所定期間内におけるピーク値が所定
値を越えるときノッキング発生と判定するノッキング判
定手段とを設けたことを特徴とする内燃機関のノッキン
グ検出装置。 - 【請求項２】 内燃機関で発生するノッキングを検出す
るノッキング検出装置において、前記機関の気筒内で発
生するイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、該
検出した電流値を少なくとも１回微分することにより判
定パラメータを算出する判定パラメータ演算手段と、前
記判定パラメータの第１の所定期間内におけるピーク値
と、第２の所定期間内におけるピーク値との差が所定値
以下のときノッキング発生と判定するノッキング判定手
段とを設けたことを特徴とする内燃機関のノッキング検
出装置。 - 【請求項３】 内燃機関で発生するノッキングを検出す
るノッキング検出装置において、前記機関の気筒内で発
生するイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、該
検出した電流値の第１の所定期間内におけるピーク値と
第２の所定期間内におけるピーク値との差が所定値以下
のときノッキング発生と判定するノッキング判定手段と
を設けたことを特徴とする内燃機関のノッキング検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9558394A JPH07279743A (ja) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | 内燃機関のノッキング検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9558394A JPH07279743A (ja) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | 内燃機関のノッキング検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07279743A true JPH07279743A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=14141614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9558394A Pending JPH07279743A (ja) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | 内燃機関のノッキング検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07279743A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013113284A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-10 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 内燃機関の燃焼状態判定方法 |
| WO2015053204A1 (ja) * | 2013-10-08 | 2015-04-16 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| CN114935423A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-08-23 | 哈尔滨工程大学 | 一种柴油机喷嘴位置最高爆压在线检测装置及方法 |
-
1994
- 1994-04-08 JP JP9558394A patent/JPH07279743A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013113284A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-10 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 内燃機関の燃焼状態判定方法 |
| WO2015053204A1 (ja) * | 2013-10-08 | 2015-04-16 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JPWO2015053204A1 (ja) * | 2013-10-08 | 2017-03-09 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| CN114935423A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-08-23 | 哈尔滨工程大学 | 一种柴油机喷嘴位置最高爆压在线检测装置及方法 |
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