JPH076485B2 - 内燃機関用ノツキング制御装置 - Google Patents

内燃機関用ノツキング制御装置

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JPH076485B2
JPH076485B2 JP60144159A JP14415985A JPH076485B2 JP H076485 B2 JPH076485 B2 JP H076485B2 JP 60144159 A JP60144159 A JP 60144159A JP 14415985 A JP14415985 A JP 14415985A JP H076485 B2 JPH076485 B2 JP H076485B2
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knocking
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internal combustion
combustion engine
detection signal
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克治 細江
良輔 城
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日本電装株式会社
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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、内燃機関のノッキング制御装置,特に自動車
等のエンジンの電子制御システムにおいて、エンジンに
発生するノッキングを正確に検出し点火時期、過給圧等
のノッキング制御要因の値を制御するためのノッキング
制御装置に関する。
〔従来の技術〕
従来のノッキング制御装置(例えば、特開昭58−13159
号公報)において、ノッキングを検出する部分は、例え
ば第8図に示すように、内燃機関のノッキングによる振
動等を検出するノッキング検出器1,ノッキング検出器1
の検出信号のうちノッキング周波数成分(例えば8kHz)
のみを通過させるフィルタ回路2,このフィルタ回路2を
通過した検出信号の平均値を出力する平均値出力回路3
−1,その平均値を増巾して判定レベルを作成する判定レ
ベル作成回路3−2,前記検出信号と判定レベルを比較し
てノッキング発生か否かを判別する比較回路4より構成
されている。そして、これら各々の回路はリニアIC等の
アナログ素子で構成され、ノッキングはアナログ方式で
検出される。このため、回路構成が複雑となるにもかか
わらず制御内容は特定の範囲に限られることになり、回
転速度等の運転状態によりノッキング判定信号を制御す
るような複雑な制御には適用しにくく、ひいては正確に
ノッキングを判定することが困難であった。
ところで、既に知られているように、上記の問題点は、
アナログ信号をデジタル信号に変換するA−D変換器と
マイクロコンピュータとを構成要素とするデジタル方式
にすることによって、解決することができる。しかしな
がら、かかる方式のものにおいて、ノッキング検出器の
検出信号を忠実にA−D変換するためにはノッキング検
出信号の波形を細かくトレースできる極めて高速のA−
D変換器を必要とするが、そのようなA−D変換器は高
価であり、ひいては装置がコストアップするという問題
がある。
また、ノッキング検出信号の波形をトレースする代わり
に、ノッキング検出信号の各ピーク値をサンプルホール
ドした後A−D変換する方式が考えられるが、この方式
においてもピークホールド回路等の余分な手段を付加す
ることが必要となって、やはり構成が複雑化することを
免がれない。
また、マイクロコンピュータを用いた方式においてもノ
ッキングを検出する為に必要なノッキング判定レベルは
アナログ回路と同様に平均値を所定倍して作成してい
る。この倍率はエンジン機種毎に設定する必要があり、
倍率を設定する為に多大の時間を必要とする。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そこで本発明は、この種の従来技術に比べて、構成が格
段に簡単で、しかもノッキング判定レベル作成に必要な
倍率の設定を不要にすることを可能にし、さらにノッキ
ング検出性の優れた斬新なノッキング制御装置を提供す
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上述の従来技術における問題点を解決するとい
う目的を達成するために、ノッキング制御装置として必
要な情報はノッキング検出信号のピーク値とその持続時
間に担われている事を利用しており、従来技術のように
ノッキング信号を直接にA−D変換することをなくし、
また従来の判定レベルのように平均値を所定倍すること
もなしに、特に比較器を用い、ノッキングの判定区間内
におけるノッキング検出信号の大小とその持続時間とに
よって変化する比較器から出力されるパルス数を計数
し、この計数値に応じて点火時期等のノッキング制御要
因の値を補正するとともに、比較器へ出力される基準レ
ベルを増減する補正を行う。この基準レベルはノッキン
グ検出器の出力を統計的にみた時にその値の中央値にな
るように前記パルス数に応じて補正するようにしてい
る。
〔実施例〕
次に本発明によるノッキング制御装置の具体的構成とそ
の作用を明らかにするため、図面に示す実施例について
説明する。第1図は本発明の一実施例の全体構成を示し
たブロック図である。第1図において、1は機関のノッ
キングによる振動等を検出するノッキング検出器、2は
ノッキング検出器1の検出信号のうちの所定の周波数成
分のみを通過させるフィルタ回路、5はこのフィルタ回
路を経た検出信号とマイクロコンピュータ6からのデジ
タル信号をA−D変換する抵抗ラダー7の出力信号とを
比較するコンパレータである。そして、前記マイクロコ
ンピュータ6はコンパレータ5からのパルスを計数し、
この計数結果に応じて抵抗ラダー7に信号を送るととも
に、イグナイタを含む点火時期制御装置(図示しない)
に信号を送るものであって、中央処理装置(CUP),記
憶装置(ROM,RAM),入出力装置(I/O)などを備えてい
る。
次に第1図示の実施例における具体的な回路構成の一例
を第2図に示す。第2図において、フィルタ回路2はコ
ンデンサおよび抵抗により構成され、ノッキング検出器
1から検出信号はこのフィルタ回路2を通過させること
によって高周波ならびに低周波のノイズ成分が除去さ
れ、周波数8kHz付近(機種によって周波数が異なる)の
機関のノッキング成分のみが通過する。
マイクロコンピュータ6は周知の発信回路6−2,電源オ
ン−リセット回路6−3,及び図示せぬ電源回路より構成
されており、機関の基準位置を示す点火時期制御装置8
からの点火信号(基準位置波形整形信号)Neを割込み端
子である▲▼端子に受け、この信号を前記判定パ
ルスの計数結果に応じて遅角補正して、出力端子である
R0端子から演算点火時期信号(igt)として出力する。
他方、マイクロコンピュータ6においては、フィルタ回
路2を通過したノッキング検出信号とマイクロコンピュ
ータからのデジタル信号(8bit等)をD−A変換する抵
抗ラダー7の出力とを比較するコンパレータ5からの出
力が入力され、この比較結果は中央処理装置でカウント
して処理される。
次に本発明の動作について第3〜6図を参照して説明す
る。第3図(1)〜(4)において波形aとして示され
る機関の回転数と負荷に応じて決定される例えば最進角
位置を示す基準位置信号は、波形整形により波形bのよ
うな基準位置波形整形信号Neとしてマイクロコンピュー
タ6のiRQ端子に入力され、動作演算が行われる。波形
Cを有するノッキング検出信号は基準位置波形整形信号
Neに対し、波形dの区間τ,すなわち、上死点後(ATD
C)10℃A〜90℃A付近で発生する異常燃焼信号を含
む。
第4図(1)〜(5)において、波形dの区間τ(以下
判定区間とする),すなわち、ATDC10℃A〜90℃Aの間
ノッキング検出信号(波形C)に対し、ノッキング検出
信号のほぼ中央値である基準レベルとしてのD−A変換
値eをマイクロコンピュータから抵抗ラダー7を経て出
力し、コンパレータ5により相互の比較を行い、波形f
の判定パルスを出力する。かくして、その判定パルスf
のカウント値iに応じてD−A変換値を増減させる。
ここで、パルスカウント値iに応じて基準レベルを増減
する方法、つまり、ノッキング検出信号のほぼ中央値を
求める方法を説明する。すなわち、比較器5より出力さ
れるパルスをマイクロコンピュータ6でカウントし、こ
のパルス数により次のように基準レベルの増減を行う。
パルス数をPN,基準レベルをVMとすると、 PN=0; VMi=VMi-1−VMi-1 ×1/8 PN=1; VMi=VMi-1 PN≧2; VMi=VMi-1+VMi-1 ×1/8 ここで、iは今回値、i−1は前回値を表わす。
上記演算は1点火に1回行われ、1/8という数値はなま
し量を決定する値であり、1/4,1/16等でもよい。また、
絶対値としてもよく(例えば10mV等),この場合の演算
は次のようになる。
PN=0; VMi=VMi-1−10mV PN=1; VMi=VMi-1 PN≧2; VMi=VMi-1+10mV これによって、基準レベルVMはノッキング検出器の定常
時における信号出力レベルのほぼ中央値を取ることがで
きる。なお、第5図において、kはノッキング検出信号
(ピーク値)の分布状態を示し、lは前記パルス数によ
り基準レベルVMを増減した時に得られる値の平均値であ
り、l′は従来のノッキング検出信号の平均値に基づく
判定レベルを示す。
次に、ノッキングを判定する方法を説明する。ノッキン
グの判定は、前記基準レベルの増減に使用する判定パル
スfのカウント値によって行う。第6図において、ノッ
キング発生時のノッキング検出信号の波形Cはノッキン
グ未発生時のノッキング検出信号の波形C′より持続時
間が長く、従って、基準レベルe,e′より大きい時に出
力される判定パルスf,f′の数は第6図(2),(4)
に示す如く、ノッキング発生時と未発生時では大きく異
なり、ノッキング発生時のパルス数は15〜23程度にな
る。ノッキングの判定は、前記パルス数をしきい値とし
て15以上判定パルスfが発生した時ノッキング発生と判
定する。前記パルス数は、エンジンの機種毎によって多
少変化するが、判定区間の長さ、ノッキング検出信号の
周波数、ノッキング発生時のノッキング検出信号の波形
形状から容易に設定することが可能である。
次に、本実施例の概略制御ロジックを第7図(1)〜
(6)に示す。図において、前記基準位置波形整形信号
Ne(7−1)に対し、その立上り、立下りからダウンカ
ウント(7−3),(7−2)を行い、ノッキング量に
応じた所定角度だけ遅角した通電時間、点火時期を示す
演算点火時期信号igt(7−4)を得る。この演算点火
時期信号igtにより実点火が行われる。そして、点火後
タイマーにより所定角度マスキング(7−6)を行う。
マスキング区間(7−6)中にマイクロコンピュータ点
火時期等を演算する。マスク後判定区間(7−7)のあ
いだ、基準レベルを越えたノッキング検出信号の波形の
数、すなわち、判定パルスPNを得る。その後、判定パル
スPNの数に応じて遅角量、基準レベルがそれぞれ更新さ
れる(7−8)。上記すべての動作はオーバーフローで
初期化されるタイマ(7−5)により制御される。
なお、上記の実施例においては、マイクロコンピュータ
6よりポート8コ(8bit)で、抵抗ラダーへ信号を出力
しているが、マイクロコンピュータ6と抵抗ラダー7の
間にシフトレジスタを設けて、マイクロコンピュータの
使用ポート数を削減することもできる。
また、ノッキングを判定する時、判定パルスが所定値以
上でそのパルス数に応じて遅角補正量を設定するように
しても良い。
また、前記基準レベルを各気筒別に設定することもで
き、さらに各気筒毎に基準レベルの増減値を設定するよ
うにしてもよい。
さらに、ノッキング制御要因の値としては、点火時期以
外に、過給圧、EGR、空燃比等であってもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、ノッキング検出器
から出力される信号波形のピーク値とその持続時間にノ
ッキング検出に必要な情報が担われている事を利用し、
前述の従来技術のように直接ノッキング検出信号をA−
D変換することなしに、特に比較器を用い、ノッキング
検出信号波形が基準レベルを越えた時に出力されるパル
ス数を計数して、そのパルス数に応じてノッキング検出
信号出力の中央値が得られるように基準レベルを増減
し、ノッキングを判定することによって、従来技術の判
定レベルのような演算(平均値×定数k+オフセット)
を不要にでき、従って、エンジン機種毎の適合が容易と
なる。
また、中央値を基準レベルとしてノッキング検出信号の
波形と比較するため、前記パルス数からノック判定を行
うことができるので、プログラムが簡略化でき、したが
ってノッキング制御の処理時間を短縮することができ
る。
さらに、ノッキング発生時のパルス数(持続時間)によ
ってノッキングを判定するため、ピーク値が大きく、持
続時間の短いノイズ(電気負荷ノイズ,点火ノイズ等)
に対してノッキングの誤判定をしないようにできる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図,第2図は第1図の具体的な電気回路の一例を示す
図,第3図,第4図,第6図,第7図は本発明の基本原
理ならびに本実施例の動作を説明するための図,第5図
はノック検出信号のピーク値の分布と本実施例における
基準レベルの平均値を示す図,第8図は、従来のノッキ
ング制御装置の構成を示すブロック図である。 1……ノッキング検出器,2……フィルタ回路,5……コン
パレータ,6……マイクロコンピュータ,7……抵抗ラダ
ー,8……点火時期制御装置。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関のノッキングを検出し、そのノッ
    キング検出状態に応じて点火時期等のノッキング制御要
    因の値を補正する制御手段を有する内燃機関用ノッキン
    グ制御装置において、 ノッキング検出器からのノッキング検出信号のうちノッ
    キング周波数成分のみを通過せしめるフィルタ手段と、 前記フィルタ手段を通過したノッキング検出信号がその
    一方の入力に与えられ、他方の入力には基準レベルを表
    わす信号が与えられる比較手段と、 前記比較手段から出力されるパルスを入力してその数を
    計数し、その計数結果に応じて前記基準レベルを表わす
    信号を前記ノッキング検出信号のほぼ中央値となるよう
    に増減させると共に、前記計数結果よりノッキングの判
    定を行いこの判定結果に応じて前記ノッキング制御要因
    の値を補正するマイクロコンピュータとを 備えて成ることを特徴とする内燃機関用ノッキング制御
    装置。
  2. 【請求項2】前記基準レベルは、前記比較手段より出力
    されるパルスの数が所定値になるよう増減されることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機関用ノッ
    キング制御装置。
  3. 【請求項3】前記基準レベルは、ノッキングが発生する
    区間で前記マイクロコンピュータより前記比較手段へ出
    力されることを特徴とする特許請求の範囲第1項または
    第2項に記載の内燃機関用ノッキング制御装置。
JP60144159A 1985-07-01 1985-07-01 内燃機関用ノツキング制御装置 Expired - Lifetime JPH076485B2 (ja)

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JPS6383668A (ja) * 1986-09-29 1988-04-14 Idemitsu Petrochem Co Ltd 高分子物質の昇温分別装置
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