JPH0750010B2 - ノッキング検出装置の異常判定装置 - Google Patents
ノッキング検出装置の異常判定装置Info
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- JPH0750010B2 JPH0750010B2 JP62265342A JP26534287A JPH0750010B2 JP H0750010 B2 JPH0750010 B2 JP H0750010B2 JP 62265342 A JP62265342 A JP 62265342A JP 26534287 A JP26534287 A JP 26534287A JP H0750010 B2 JPH0750010 B2 JP H0750010B2
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- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、内燃機関の燃焼圧力振動を検出してこれによ
りノッキングの有無を検出するノッキング検出装置の異
常の有無を判定する異常判定装置に関する。
りノッキングの有無を検出するノッキング検出装置の異
常の有無を判定する異常判定装置に関する。
＜従来の技術＞ 内燃機関の燃焼状態を監視する方法として、シリンダ内
における燃焼ガスの圧力（以下筒内圧という）を検出す
る方法があり、そのための手段として圧電セラミックを
用いた筒内圧センサがある。
における燃焼ガスの圧力（以下筒内圧という）を検出す
る方法があり、そのための手段として圧電セラミックを
用いた筒内圧センサがある。
この筒内圧センサからの信号は、これを電荷−電圧変換
し、バンドパスフィルタ処理し、整流し、各気筒の１燃
焼サイクル毎に所定区間積分することで、１燃焼サイク
ル毎の燃焼振動エネルギーに関連する物理量Ｓに変換し
得る。従って、この物理量Ｓの移動平均を求めてお
き、偏差Ｓ−を所定値SLと比較することによりノッキ
ングの有無を検出できる。すなわち、Ｓ−＞SLのとき
はノッキング有りと判定して、これにより点火時期を遅
角側に補正し、Ｓ−＜SLのときはノッキング無しと判
定して、これにより点火時期を進角側に補正するのであ
る。
し、バンドパスフィルタ処理し、整流し、各気筒の１燃
焼サイクル毎に所定区間積分することで、１燃焼サイク
ル毎の燃焼振動エネルギーに関連する物理量Ｓに変換し
得る。従って、この物理量Ｓの移動平均を求めてお
き、偏差Ｓ−を所定値SLと比較することによりノッキ
ングの有無を検出できる。すなわち、Ｓ−＞SLのとき
はノッキング有りと判定して、これにより点火時期を遅
角側に補正し、Ｓ−＜SLのときはノッキング無しと判
定して、これにより点火時期を進角側に補正するのであ
る。
ところで、このようなノッキングの検出に基づく制御に
際しては、センサ情報に信頼性が要求され、センサが異
常（例えばオープン，ショート，感度劣化）である場合
は、これを適切に判定して処理する必要がある。
際しては、センサ情報に信頼性が要求され、センサが異
常（例えばオープン，ショート，感度劣化）である場合
は、これを適切に判定して処理する必要がある。
そこで、ノッキングが本来確率現象であり、正常時には
前述の物理量Ｓの値が所定の分散傾向を有することに着
目して、異常判定を行うようにしたものがある（特開昭
62−34028号公報参照）。
前述の物理量Ｓの値が所定の分散傾向を有することに着
目して、異常判定を行うようにしたものがある（特開昭
62−34028号公報参照）。
具体的には、前述の物理量Ｓの統計的な分散（Ｓ−）
２を求め、この分散の移動平均σを例えば次式により逐
次演算する。
２を求め、この分散の移動平均σを例えば次式により逐
次演算する。
そして、特定運転領域（例えば高負荷域あるいは高回転
負荷域）において、分散の移動平均σを所定値と比較
し、σ＞所定値のときは正常と、σ＜所定値のときは異
常と判定して、異常時には必要なフェイルセーフ処理
（例えば点火時期の遅角）を行うのである。
負荷域）において、分散の移動平均σを所定値と比較
し、σ＞所定値のときは正常と、σ＜所定値のときは異
常と判定して、異常時には必要なフェイルセーフ処理
（例えば点火時期の遅角）を行うのである。
尚、異常判定領域を特定運転領域に限るのは、例えば低
負荷域ではノッキングがほとんど発生せず、前述の物理
量Ｓが非常に小さいため、分散σも小さくなるからであ
る。
負荷域ではノッキングがほとんど発生せず、前述の物理
量Ｓが非常に小さいため、分散σも小さくなるからであ
る。
＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、このような従来のノッキング検出装置の
異常判定装置では、異常判定領域である特定運転領域に
入った場合に、それまでの領域での分散の移動平均に基
づきこれを更新して移動平均を求めていたため、分散の
小さい領域から特定運転領域に入った直後には演算され
る移動平均が小さく、正常であるにもかかわらず異常と
誤判定され、不必要なフェイルセーフ処理により点火時
期が遅角されてトルク不足等の不具合を生じるという問
題点があった。
異常判定装置では、異常判定領域である特定運転領域に
入った場合に、それまでの領域での分散の移動平均に基
づきこれを更新して移動平均を求めていたため、分散の
小さい領域から特定運転領域に入った直後には演算され
る移動平均が小さく、正常であるにもかかわらず異常と
誤判定され、不必要なフェイルセーフ処理により点火時
期が遅角されてトルク不足等の不具合を生じるという問
題点があった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、異常判定領
域である特定運転領域に入った直後における誤判定を防
止し得て、判定精度を向上させることのできるノッキン
グ検出装置の異常判定装置を提供することを目的とす
る。
域である特定運転領域に入った直後における誤判定を防
止し得て、判定精度を向上させることのできるノッキン
グ検出装置の異常判定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＞ このため、本発明によるノッキング検出装置の異常判定
装置は、第１図に示すように、内燃機関の燃焼圧力振動
を検出するセンサからの信号に基づいて得られる燃焼振
動エネルギーに関連する物理量の統計的な分散の移動平
均を演算する分散移動平均演算手段と、内燃機関の特定
運転領域を検出する特定運転領域検出手段と、特定運転
領域に入ったことが検出されたときに前記移動平均を大
なる値に初期化して設定する移動平均初期化手段と、特
定運転領域にあることが検出されているときに前記移動
平均を所定値と比較して前記センサの異常の有無を判定
する異常判定手段とを備えて構成される。
装置は、第１図に示すように、内燃機関の燃焼圧力振動
を検出するセンサからの信号に基づいて得られる燃焼振
動エネルギーに関連する物理量の統計的な分散の移動平
均を演算する分散移動平均演算手段と、内燃機関の特定
運転領域を検出する特定運転領域検出手段と、特定運転
領域に入ったことが検出されたときに前記移動平均を大
なる値に初期化して設定する移動平均初期化手段と、特
定運転領域にあることが検出されているときに前記移動
平均を所定値と比較して前記センサの異常の有無を判定
する異常判定手段とを備えて構成される。
＜作用＞ 上記の構成においては、例えば分散の小さい領域から特
定運転領域に入った場合には、入った時点において移動
平均に大なる特定値が代入されるなどして初期化され、
この初期化された値を基準として移動平均が演算されて
ゆく。従って、特定運転領域に入った直後に移動平均が
小さくて誤判定されることがなくなり、異常判定の精度
を向上させることができる。
定運転領域に入った場合には、入った時点において移動
平均に大なる特定値が代入されるなどして初期化され、
この初期化された値を基準として移動平均が演算されて
ゆく。従って、特定運転領域に入った直後に移動平均が
小さくて誤判定されることがなくなり、異常判定の精度
を向上させることができる。
＜実施例＞ 以下に本発明の一実施例を説明する。
第２図はノッキング検出装置が用いられる内燃機関の概
略構成を示している。
略構成を示している。
機関１にはエアクリーナ２より取入れられる空気がスロ
ットル弁３の制御を受け吸気マニホールド４を通って吸
入され、吸気マニホールド４のブランチ部に各気筒毎に
設けた燃料噴射弁５から燃料が噴射供給される。機関１
の各気筒には点火栓（図示せず）が設けられていて、点
火コイル６に発生する高電圧により点火して混合気を着
火燃焼させる。そして、機関１からの排気は排気マニホ
ールド７を経て触媒コンバータ８により浄化されて排出
される。
ットル弁３の制御を受け吸気マニホールド４を通って吸
入され、吸気マニホールド４のブランチ部に各気筒毎に
設けた燃料噴射弁５から燃料が噴射供給される。機関１
の各気筒には点火栓（図示せず）が設けられていて、点
火コイル６に発生する高電圧により点火して混合気を着
火燃焼させる。そして、機関１からの排気は排気マニホ
ールド７を経て触媒コンバータ８により浄化されて排出
される。
ここで、燃料噴射弁５及び点火コイル６の作動はコント
ロールユニット９により制御され、これにより燃料噴射
量及び点火時期を制御する。これらの制御のため、コン
トロールユニット９にはエアフローメータ10,クランク
角センサ11及び筒内圧センサ12等の信号が入力されてい
る。
ロールユニット９により制御され、これにより燃料噴射
量及び点火時期を制御する。これらの制御のため、コン
トロールユニット９にはエアフローメータ10,クランク
角センサ11及び筒内圧センサ12等の信号が入力されてい
る。
燃料噴射量の制御については、エアフローメータ10から
の信号に基づいて検出される吸入空気流量Ｑとクランク
角センサ11からの信号に基づいて算出される機関回転数
Ｎとから基本燃料噴射量Tp＝Ｋ・Q/N（Ｋは定数）を演
算し、これを適宜補正して最終的な燃料噴射量Ti＝Tp・
COEF＋Ts（COEFは各種補正係数,Tsは電圧補正分）を求
め、このTiのパルス巾をもつ駆動パルス信号を燃料噴射
弁５に出力する。
の信号に基づいて検出される吸入空気流量Ｑとクランク
角センサ11からの信号に基づいて算出される機関回転数
Ｎとから基本燃料噴射量Tp＝Ｋ・Q/N（Ｋは定数）を演
算し、これを適宜補正して最終的な燃料噴射量Ti＝Tp・
COEF＋Ts（COEFは各種補正係数,Tsは電圧補正分）を求
め、このTiのパルス巾をもつ駆動パルス信号を燃料噴射
弁５に出力する。
点火時期の制御については、機関運転状態のパラメータ
である機関回転数Ｎと基本燃料噴射量Tpとからマップを
参照して基本点火時期を定め、筒内圧センサ12からの信
号に基づいて検出されるッキングの有無に応じ、ノッキ
ング有りのときは点火時期を遅角側に補正し、ノッキン
グ無しのときは点火時期を進角側に補正して、最終的な
点火時期を求め、そのタイミングにて点火信号を出力し
て点火コイル６を作動させる。
である機関回転数Ｎと基本燃料噴射量Tpとからマップを
参照して基本点火時期を定め、筒内圧センサ12からの信
号に基づいて検出されるッキングの有無に応じ、ノッキ
ング有りのときは点火時期を遅角側に補正し、ノッキン
グ無しのときは点火時期を進角側に補正して、最終的な
点火時期を求め、そのタイミングにて点火信号を出力し
て点火コイル６を作動させる。
次にノッキングの検出について説明する。
筒内圧センサ12は、円環状の圧電セラミックで、各気筒
の点火栓の取付座金として装着され、筒内圧に応じた電
荷信号を出力する。そして、この場合は、コントロール
ユニット９内の信号処理回路により、電荷−電圧変換さ
れ、バンドパスフィルタ処理され、整流され、さらに各
気筒の１燃焼サイクル毎に所定区間積分されることで、
燃焼振動エネルギーに関連する物理量（以下ノック強度
という）Ｓに変換され、コントロールユニット９内のマ
イクロコンピュータに入力される。
の点火栓の取付座金として装着され、筒内圧に応じた電
荷信号を出力する。そして、この場合は、コントロール
ユニット９内の信号処理回路により、電荷−電圧変換さ
れ、バンドパスフィルタ処理され、整流され、さらに各
気筒の１燃焼サイクル毎に所定区間積分されることで、
燃焼振動エネルギーに関連する物理量（以下ノック強度
という）Ｓに変換され、コントロールユニット９内のマ
イクロコンピュータに入力される。
コントロールユニット９内のマイクロコンピュータにお
いては、各燃焼サイクル毎に第３図のフローチャートに
従って演算処理することにより、ノッキングの検出を行
い、また筒内圧センサ12の異常の有無を判定する。
いては、各燃焼サイクル毎に第３図のフローチャートに
従って演算処理することにより、ノッキングの検出を行
い、また筒内圧センサ12の異常の有無を判定する。
第３図のステップ１（図にはS1と記してある。以下同
様）ではノック強度Ｓを読込む。
様）ではノック強度Ｓを読込む。
次にステップ２で偏差Ｓ−を演算し、これを所定値SL
と比較する。ここで、はノック強度Ｓの移動平均であ
り、後述の如く求められている。
と比較する。ここで、はノック強度Ｓの移動平均であ
り、後述の如く求められている。
Ｓ−＞SLのときは、ノッキング有りと判定して、ステ
ップ３へ進み、点火時期を遅角側に補正する。
ップ３へ進み、点火時期を遅角側に補正する。
Ｓ−＜SLのときは、ノッキング無しと判定して、ステ
ップ４へ進み、点火時期を進角側に補正する。そしてま
た、ステップ５へ進み、次式に従ってノック強度の移動
平均を演算する。ここでの重み付け定数は任意に設定
し得る。
ップ４へ進み、点火時期を進角側に補正する。そしてま
た、ステップ５へ進み、次式に従ってノック強度の移動
平均を演算する。ここでの重み付け定数は任意に設定
し得る。
尚、ノッキング無しの場合にのみトック強度の移動平均
を求めているのは、ノッキング発生時の大きなＳの値
を移動平均算出のデータに加えるとの値が過度に大き
くなって正常なノッキングの検出ができなくなるおそれ
があるからである。
を求めているのは、ノッキング発生時の大きなＳの値
を移動平均算出のデータに加えるとの値が過度に大き
くなって正常なノッキングの検出ができなくなるおそれ
があるからである。
ステップ６以降では筒内圧センサ12の異常の有無の判定
を行う。
を行う。
先ずステップ６でノック強度Ｓのバラツキ度合いである
分散（Ｓ−）２を演算し、これをデータに加えて次式
に従って分散の移動平均σを演算する。このステップ６
の部分が分散移動平均演算手段に相当する。
分散（Ｓ−）２を演算し、これをデータに加えて次式
に従って分散の移動平均σを演算する。このステップ６
の部分が分散移動平均演算手段に相当する。
次にステップ７で負荷に相当する基本燃料噴射量Tpを所
定値と比較し、またステップ８で機関運転数Ｎを所定値
と比較することにより、異常判定領域である特定運転領
域、すなわち高回転高負荷域であるか否かを判定する。
このステップ7,8の部分が特定運転領域検出手段に相当
する。
定値と比較し、またステップ８で機関運転数Ｎを所定値
と比較することにより、異常判定領域である特定運転領
域、すなわち高回転高負荷域であるか否かを判定する。
このステップ7,8の部分が特定運転領域検出手段に相当
する。
異常判定領域である特定運転領域でない場合は、ステッ
プ９へ進んでフラグＦを０にし、異常判定を行うことな
く、このルーチンを終了する。
プ９へ進んでフラグＦを０にし、異常判定を行うことな
く、このルーチンを終了する。
異常判定領域である特定運転領域である場合は、ステッ
プ10へ進んでフラグＦが０であるか否かを判定する。
プ10へ進んでフラグＦが０であるか否かを判定する。
フラグＦが０のときは、特定運転領域に入った時点であ
ることを意味するので、ステップ11へ進んでノック強度
の分散の移動平均σに大なる特定値を代入する。又は、
移動平均σの現在値に特定値を加算するようにしてもよ
い。このステップ11の部分が移動平均初期化手段に相当
する。次にステップ12へ進んでフラグＦを１にセットす
る。初めからフラグＦが１のときは、ステップ11,12は
実行しない。
ることを意味するので、ステップ11へ進んでノック強度
の分散の移動平均σに大なる特定値を代入する。又は、
移動平均σの現在値に特定値を加算するようにしてもよ
い。このステップ11の部分が移動平均初期化手段に相当
する。次にステップ12へ進んでフラグＦを１にセットす
る。初めからフラグＦが１のときは、ステップ11,12は
実行しない。
次にステップ13へ進んでノック強度の分散の移動平均σ
を所定値と比較することにより筒内圧センサ12の異常の
有無を判定する。
を所定値と比較することにより筒内圧センサ12の異常の
有無を判定する。
すなわち、σ＞所定値のときはステップ14へ進んで正常
と判定し、σ＜所定値のときはステップ15へ進んで異常
と判定する。尚、異常と判定した際は、点火時期を遅角
側に固定するなど必要なフェールセーフ処理を行う。こ
のステップ13〜15の部分が異常判定手段に相当する。
と判定し、σ＜所定値のときはステップ15へ進んで異常
と判定する。尚、異常と判定した際は、点火時期を遅角
側に固定するなど必要なフェールセーフ処理を行う。こ
のステップ13〜15の部分が異常判定手段に相当する。
＜発明の効果＞ 以上説明したように本発明にれば、ノック強度の分散の
移動平均に基づいてセンサの異常の有無を判定するに際
し、異常判定領域である特定運転領域に入ったときにそ
れまでの移動平均に特定値を代入するなどして初期化す
る構成としたので、誤判定が防止され、判定精度が向上
するという効果が得られる。
移動平均に基づいてセンサの異常の有無を判定するに際
し、異常判定領域である特定運転領域に入ったときにそ
れまでの移動平均に特定値を代入するなどして初期化す
る構成としたので、誤判定が防止され、判定精度が向上
するという効果が得られる。
第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
ノッキング検出装置が用いられる内燃機関の概略構成を
示す図、第３図はノッキング検出及び異常判定のフロー
チャートである。 １……機関、９……コントロールユニット、12……筒内
圧センサ。
ノッキング検出装置が用いられる内燃機関の概略構成を
示す図、第３図はノッキング検出及び異常判定のフロー
チャートである。 １……機関、９……コントロールユニット、12……筒内
圧センサ。
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の燃焼圧力振動を検出するセンサ
からの信号に基づいて燃焼振動エネルギーに関連する物
理量を得、これに基づいてノッキングの有無を検出する
ノッキング検出装置において、前記物理量の統計的な分
散の移動平均を演算する分散移動平均演算手段と、内燃
機関の特定運転領域を検出する特定運転領域検出手段
と、前記特定運転領域検出手段により特定運転領域に入
ったことが検出されたときに前記移動平均を大なる値に
初期化して設定する移動平均初期化手段と、前記特定運
転領域検出手段により特定運転領域にあることが検出さ
れているときに前記移動平均を所定値と比較して前記セ
ンサの異常の有無を判定する異常判定手段とを備えてな
ることを特徴とするノッキング検出装置の異常判定装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62265342A JPH0750010B2 (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | ノッキング検出装置の異常判定装置 |
| US07/261,384 US4903664A (en) | 1987-10-22 | 1988-10-24 | Spark ignition timing control system for internal combustion engine with fail safe system for cylinder pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62265342A JPH0750010B2 (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | ノッキング検出装置の異常判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01109234A JPH01109234A (ja) | 1989-04-26 |
| JPH0750010B2 true JPH0750010B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=17415848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62265342A Expired - Fee Related JPH0750010B2 (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | ノッキング検出装置の異常判定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4903664A (ja) |
| JP (1) | JPH0750010B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3901564A1 (de) * | 1989-01-20 | 1990-08-02 | Audi Ag | Verfahren zum betreiben einer klopfgeregelten brennkraftmaschine |
| KR940002066B1 (ko) * | 1990-08-24 | 1994-03-16 | 미쯔비시 덴끼 가부시기가이샤 | 압력센서의 페일검출방법 |
| EP0569608A1 (de) * | 1992-05-12 | 1993-11-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Diagnoseverfahren für Drucksensoren im Brennraum einer Brennkraftmaschine |
| JP2964210B2 (ja) * | 1994-06-14 | 1999-10-18 | 株式会社ユニシアジェックス | 筒内圧センサの診断装置 |
| US6845312B1 (en) | 2003-08-14 | 2005-01-18 | Brunswick Corporation | Method for detecting engine knock |
| JP6270210B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2018-01-31 | ボッシュ株式会社 | 筒内圧力センサ診断方法及び車両動作制御装置 |
| US20160160779A1 (en) * | 2014-12-08 | 2016-06-09 | Caterpillar Inc. | Prognostic Engine System and Method |
| EP3737854B1 (en) | 2018-01-12 | 2024-03-27 | Cummins, Inc. | Systems and method for harmonizing knock in engine cylinders |
| JP2020101127A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | マツダ株式会社 | 筒内圧センサの異常診断装置 |
| KR20230163837A (ko) * | 2022-05-24 | 2023-12-01 | 현대자동차주식회사 | 불꽃 점화 엔진의 토크 모델 보정 장치 및 방법 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3523017A1 (de) * | 1984-06-29 | 1986-01-02 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa | Einrichtung und verfahren zum ermitteln und beeinflussen des klopfens einer brennkraftmaschine |
| US4819171A (en) * | 1985-08-05 | 1989-04-04 | Nissan Motor Co., Limited | Engine spark timing control system |
| JPH0692787B2 (ja) * | 1985-09-05 | 1994-11-16 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JPH0681944B2 (ja) * | 1985-10-17 | 1994-10-19 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| US4821194A (en) * | 1985-10-22 | 1989-04-11 | Nissan Motor Company, Limited | Cylinder combustion monitoring apparatus |
| JPH07113356B2 (ja) * | 1987-06-01 | 1995-12-06 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
| JPH06234028A (ja) * | 1993-02-10 | 1994-08-23 | Apic Yamada Kk | 量産用スタンピング金型 |
-
1987
- 1987-10-22 JP JP62265342A patent/JPH0750010B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-10-24 US US07/261,384 patent/US4903664A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01109234A (ja) | 1989-04-26 |
| US4903664A (en) | 1990-02-27 |
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