JPH1077941A - 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

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JPH1077941A
JPH1077941A JP8234098A JP23409896A JPH1077941A JP H1077941 A JPH1077941 A JP H1077941A JP 8234098 A JP8234098 A JP 8234098A JP 23409896 A JP23409896 A JP 23409896A JP H1077941 A JPH1077941 A JP H1077941A
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combustion engine
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浩一 中田
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洋一 紅林
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スパイクノイズもしくは低負荷域において火
炎の乱れに起因するノイズが発生した場合にも誤ってノ
ッキング発生と検出することを防止することのできる内
燃機関のノッキング検出装置を提供する。 【解決手段】 イオン電流検出部17で検出されたイオ
ン電流から、バンドパスフィルタ32を通過するノッキ
ング周波数成分と低負荷時ノイズバンドパスフィルタ3
21を通過するノッキング周波数より低い周波数成分を
抽出し、低い周波数成分のレベルが所定値以上であると
きは低負荷時の燃焼不安定に起因するノイズあるいは点
火栓16のコロナ放電等に起因するスパイクノイズが発
生しているものとして、ノッキングが発生しているか否
かの判定を禁止する。この構成により、ノッキングが発
生しているとする誤判定を防止することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はイオン電流による内
燃機関のノッキング検出装置に係わり、特にスパイクノ
イズもしくは低負荷域において火炎の乱れに起因するノ
イズが発生した場合にも誤ってノッキング発生と検出す
ることを防止することのできる内燃機関のノッキング検
出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ガソリンを燃料とする内燃機関では、ピ
ストンで圧縮した混合気に点火栓で着火し、混合気を燃
焼させることによって出力を得ている。即ち正常な燃焼
においては、点火栓のギャップの近傍に混合気の火炎核
が形成され、この火炎核が燃焼室全体に伝播する。
【0003】点火栓による点火時期は内燃機関出力と密
接に関係しており、点火時期が遅すぎると火炎伝播速度
も遅くなるため燃焼は緩慢となり燃焼効率の低下を招
き、ひいては内燃機関出力も低下する。逆に点火時期を
早めると火炎の伝播が早まり燃焼最大圧力が上昇して内
燃機関出力は増加する。しかし点火時期を過度に早める
と、混合気が火炎の伝播を待たずに自己着火するノッキ
ングが発生し、内燃機関を損傷するおそれも生じる。
【0004】即ち、点火時期をノッキングが発生する直
前の領域(MBT=Minimum SparkAdvance for Best To
rque )として内燃機関を運転することが燃費、出力の
点で有利であり、ノッキングの発生を確実に検出するこ
とは極めて重要である。従来からノッキングを検出する
ために振動センサの一種であるノックセンサが使用され
てきたが、混合気の燃焼により燃焼室内にイオンが発生
し、イオン電流が流れることを利用したノッキング検出
装置も検討されている。
【0005】図1は内燃機関の点火回路の概略図であっ
て、イグニッションコイル11の1次コイル111の一
端はバッテリ12の正電極に接続されている。そして他
の一端はイグナイタに含まれるスイッチング用のトラン
ジスタ13のコレクタ、エミッタを介して接地される。
なお、トランジスタ13のベースは点火時期制御部14
に接続され、点火時期制御部14からイグニッション信
号IGTが出力されたときに導通する。
【0006】イグニッションコイル11の2次コイル1
12の一端もバッテリ12の正電極に接続されている
が、他端は逆流防止用ダイオード15、ディストリビュ
ータ(図示せず)およびハイテンションケーブル18を
介して点火栓16に接続される。イオン電流検出部17
は逆流防止用ダイオード15のカソード端に点火栓16
と並列に接続される。
【0007】イオン電流は、保護ダイオード171を介
して電流−電圧変換抵抗172、バイアス電源173の
直列回路に導かれる。電流−電圧変換抵抗172と保護
ダイオード171との接続点に発生する電圧は直流成分
カット用のコンデンサ174を介して、演算増幅器と抵
抗とで構成される増幅回路175に導かれる。従ってイ
オン電流検出部17の出力端子176にはイオン電流の
交流成分に比例した電圧信号が出力される。
【0008】図2は点火回路(図1)の各部の電圧波形
図であって、上から順に、イグニッション信号IGT、
1次コイル接地端側(P点)電圧、2次コイル高電圧側
(S点)電圧、増幅回路(I点)電圧を表す。なお、横
軸は時間を表す。時刻t1 においてイグニッション信号
IGTが“H”レベルとなりトランジスタ13が導通状
態となると、イグニッションコイル11の1次コイル1
11の接地側端子Pの電圧は低下する。2次コイルの高
電圧端子Sには時刻t1 の直後に負の高電圧パルスが発
生するが、点火栓16およびイオン電流検出部17への
流れ込みは逆流防止用ダイオード15に阻止される。
【0009】時刻t2 においてイグニッション信号IG
Tが“L”レベルとなりトランジスタ13が遮断状態と
なると、1次コイル111の接地側端子Pの電圧は急激
に上昇し、2次コイルの接地側端子Sに正の高電圧パル
スが発生する。この正の高電圧パルスは逆流防止用ダイ
オード15に阻止されることなく点火栓16に流れ込み
放電するが、イオン検出部17への流れ込みは保護ダイ
オード171によって阻止される。
【0010】さらに、点火栓16の放電後の時刻t3
4 にかけて、ハイテンションケーブル18等が浮遊イ
ンダクタンスおよび浮遊キャパシタンスを有することに
起因してイグニッションコイル11に残留しているエネ
ルギによるLC共振が発生する。気筒内の混合気は点火
栓16の放電により着火し、火炎が拡散するに応じて気
筒内にイオンが発生するためイオン電流が流れ始める。
イオン電流は気筒内圧力の上昇に応じて増加し、気筒内
圧力の低下とともに減少する。
【0011】そして、内燃機関にノッキングが発生した
場合には、イオン電流がピークに到達した後の減少時期
に特定の周波数(約6KHz)のノッキング信号が重畳
する。従って、イオン電流によってノッキングを検出す
るためには、この特定周波数のノッキング信号だけを検
出し他の信号(例えばLC共振波形)は除去することが
好ましいため、余分な信号がなくなる時刻以後の時刻t
5 で開となりイオン電流減少後の適当な時刻(例えばA
TDC60゜)t6 で閉となるノッキングウインドを設
け、ノッキングウインドが開となっている期間のイオン
電流検出部17の出力に基づきノッキングを検出するこ
とが好ましい。
【0012】図3はイオン電流によるノッキング検出装
置の構成図であって、イオン電流検出部17の出力はバ
ンドパスフィルタ(BPF)部32、積分(あるいはピ
ークホールド)部33を介して処理部34に取り込まれ
る。なお積分(あるいはピークホールド)部33の動作
は、点火後内燃機関回転数および負荷に応じて定まる所
定時間後に開となり、開後クランク角度に換算して約5
0°CAに相当する時間後に閉となるウインドによって
制御される。
【0013】ここで、イオン電流を検出する際の条件に
よらずノッキング検出精度を維持するためにイオン電流
信号をノッキング周波数が比較的多量に含まれる帯域と
ノッキング周波数が比較的少量含まれる帯域とに分離
し、それぞれの帯域の出力の比と予め定めた基準レベル
とを比較することによりノッキングの発生を検出する
「異常燃焼判定方法および装置」がすでに提案されてい
る(特開昭61−57830公報参照)。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、点火栓
16のコロナ放電等に起因するスパイクノイズは広い周
波数スペクトルを有するためノッキング周波数にも影響
を及ぼし、燃焼不安定に起因するノイズはノッキング周
波数に極めて近接した周波数成分を有するため、単にノ
ッキング周波数が比較的多量に含まれる帯域とノッキン
グ周波数が比較的少量含まれる帯域とに分離することに
よってはノッキングを精度よく検出することはできな
い。
【0015】図4は課題の説明図であって、高負荷時正
常燃焼状態、中負荷時正常燃焼状態、ノッキング発生
時、スパイクノイズ発生時および低負荷時正常燃焼状態
におけるイオン電流信号の波形を時間領域および周波数
領域について示したものである。即ち、高負荷および中
負荷における正常燃焼状態においては、ノッキングウイ
ンドが開となっている間は時間領域ではイオン電流信号
はゆっくりと上昇した後ゆっくりと下降する。従って、
周波数領域では低周波数帯域でレベルが高くなりり高周
波数帯域ではレベルは低くなる。
【0016】ノッキングが発生するとノッキングウイン
ド開期間において約6KHzの振動成分が重畳するた
め、周波数領域において6KHz近傍にピークが発生す
る。ノッキングウインド開期間にスパイクノイズが発生
した場合には、周波数領域のレベルは全体的に上昇しノ
ッキング信号のピークとの分離が困難となる。また、低
負荷運転中は燃焼室内の火炎が乱れるため、比較的低周
波数のノイズがイオン電流に重畳する。従って周波数領
域では低周波数帯域のレベルが上昇しノッキング信号の
ピークとの分離が困難となる。
【0017】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、スパイクノイズもしくは低負荷域において火炎の
乱れに起因するノイズが発生した場合にも誤ってノッキ
ング発生と検出することを防止することのできる内燃機
関のノッキング検出装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る内燃機
関のノッキング検出装置は、内燃機関の燃焼室内に設置
される一対の電極に電圧を印加し、燃焼室内の混合気が
燃焼する際に発生するイオンを介してこの一対の電極間
を流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、
イオン電流検出手段の出力信号からノッキングの発生を
表すノッキング周波数成分を抽出するノッキング周波数
成分抽出手段と、ノッキング周波数成分抽出手段によっ
て抽出されたノッキング周波数成分に基づいてノッキン
グが発生しているか否かを判定するノッキング発生判定
手段と、イオン電流検出手段の出力信号から低負荷時の
燃焼不安定に起因するノイズの発生を表す低負荷時ノイ
ズ周波数成分を抽出する低負荷時ノイズ周波数成分抽出
手段と、低負荷時ノイズ周波数成分抽出手段によって抽
出された低負荷時ノイズ周波数成分のレベルが予め定め
られたしきい値レベルよりも大であるときにはノッキン
グ発生判定手段によるノッキングが発生しているか否か
の判定を禁止するノッキング発生判定禁止手段と、を具
備する。
【0019】本装置にあっては、イオン電流信号から抽
出されたノッキング周波数成分の信号に基づいてノッキ
ングが発生しているか否かが判定されるが、イオン電流
信号から抽出されたノッキング周波数より低い周波数を
有する低負荷時ノイズ周波数成分が所定レベルより高い
ときはノッキングが発生しているとする誤判定を防止す
るためにノッキングが発生しているか否かの判定が禁止
される。
【0020】第2の発明に係る内燃機関のノッキング検
出装置は、ノッキング発生判定手段が、ノッキング周波
数成分抽出手段によって抽出されたノッキング周波数成
分のレベルが予め定められたしきい値レベルよりも大で
ありかつノッキング周波数成分抽出手段によって抽出さ
れたノッキング周波数成分のレベルと低負荷時ノイズ周
波数成分抽出手段によって抽出された低負荷時ノイズ周
波数成分のレベルとの比が予め定められた基準値よりも
大であるときにノッキング発生と判定するものである。
【0021】本装置にあっては、イオン電流信号から抽
出されたノッキング周波数成分が所定レベル以上であ
り、かつノッキング周波数成分と低負荷時ノイズ周波数
成分との比が所定値以上であるときにノッキングが発生
したものと判定される。
【0022】
【発明の実施の形態】図5は本発明に係る内燃機関のノ
ッキング検出装置の実施例の構成図であって、内燃機関
5においてピストン500、吸気弁510および排気弁
520で画成される燃焼室501には、エアクリーナ5
11から吸入される吸入空気と燃料噴射弁515から噴
射される燃料の混合気が供給される。
【0023】なお吸入空気量はエアフローメータ512
で計測され、吸気管513の途中に配置されるスロット
ル弁514で調整される。ピストン500で圧縮された
混合気は、ピストン500の上死点近傍において点火栓
16の放電により着火し、燃焼により膨張してピストン
500を押し下げ駆動力を発生する。
【0024】燃焼後の排気ガスは排気弁520から排気
管521に排出されるが、排気ガス中の酸素濃度は排気
管521に設置される空燃比センサ522によって検出
される。また内燃機関5を冷却する冷却水の温度はウオ
ータジャケット502に挿入された冷却水温度センサ5
03によって検出される。
【0025】燃焼室501内を流れるイオン電流は点火
栓16、イオン検出部17を介してLC共振マスク部3
1に導かれる。LC共振マスク部31の出力は、ノッキ
ングに特有の周波数成分(6KHz)だけを通過させる
バンドパフィルタ32を介してバンドパフィルタ32の
出力のピーク値を保持するピークホールド部33に供給
されるだけでなく、低負荷時に火炎が不安定となること
に起因して発生するノイズに特有の周波数成分(約4K
Hz)の周波数成分だけを通過させる低負荷時ノイズバ
ンドパススフィルタ321を介して低負荷時ノイズピー
クホールド部331にも供給される。なおスパイクノイ
ズは広帯域の周波数スペクトルを有するため、スパイク
ノイズが発生した場合にも低負荷時ノイズバンドパスス
フィルタ321に出力は上昇する。即ち、低負荷時ノイ
ズピークホールド部331の出力を取り込むことによっ
てスパイクノイズも検出することが可能である。
【0026】ピークホールド部33および低負荷時ノイ
ズピークホールド部331はそれぞれ処理部55に接続
される。処理部55はマイクロコンピュータシステムで
あって、バス550を中心として、アナログ入力インタ
ーフェイス(I/F)551、ディジタル入力I/F5
52、出力I/F553、CPU554およびメモリ5
55から構成される。
【0027】即ちピークホールド部33および低負荷時
ノイズピークホールド部331の出力はアナログ入力I
/F551に接続されるが、アナログ入力I/F551
にはエアフローメータ512、冷却水温度センサ503
および空燃比センサ522も接続される。出力I/F5
53からは燃料噴射弁515に対する開弁指令が出力さ
れるほか、点火指令信号IGTおよびイオン電流取り込
み制御信号が出力される。
【0028】即ち点火指令信号IGTはイグニッション
コイル11で昇圧され、ディストリビュータ504を介
して点火栓16に送られる。なお、ディストリビュータ
504は例えば30°CA(クランク角)ごとにパルス
信号を発生するクランク角センサ505および例えば7
20°CAごとにパルス信号を発生する基準角センサ5
06を内蔵し、それぞれの出力はディジタル入力I/F
552を介して処理部55に取り込まれ、内燃機関回転
数Neの算出、燃料噴射弁515の開閉時期制御および
点火指令信号IGTの出力時期制御に使用される。
【0029】また、イオン電流取り込み制御信号はLC
共振マスク部31をLC共振が発生している間オフとし
てLC共振波形が取り込まれることを防止するほか、ピ
ークホールド部33、低負荷時ノイズピークホールド部
331にも供給され前記のノッキングウインドの期間内
のピークホールド部33、低負荷時ノイズピークホール
ド部331の動作を許容する。
【0030】図6は、処理部55のCPU554で実行
されるノッキング制御ルーチンのフローチャートであっ
て、内燃機関5の各気筒の点火時期演算タイミング毎に
実行される。即ち各変数は気筒毎に定められる。ステッ
プ60でピークホールド部33にホールドされたノッキ
ング周波数ピーク値VKNおよび低負荷時ノイズピーク
ホールド部331にホールドされたノイズ周波数ピーク
値VNNを読み込む。
【0031】ステップ61においてノイズ周波数ピーク
値VNNが予め定められた所定しきい値レベルVTHよ
り大きいか、即ちイオン電流中に予め定めた所定レベル
以上のノイズ周波数成分が検出されたかを判定する。ス
テップ61で否定判定されたとき、即ちイオン電流中に
予め定めた所定レベル以上のノイズ周波数成分が検出さ
れないときはステップ62に進み、ノッキング周波数ピ
ーク値VKNとノイズ周波数ピーク値VNNの比(VK
N/VNN)が所定比率RTH以上であるかを判定す
る。
【0032】ここで所定比率RTHは内燃機関回転数N
eおよび点火時期TIの関数として定められるが、内燃
機関回転数が高になるほど、点火時期が進角するほど小
となる。 RTH←RTH(Ne,TI) ここで、所定比率RTHが内燃機関回転数が高になるほ
ど、点火時期が進角するほど小となる理由は以下の通り
である。
【0033】図7は回転数および点火時期がイオン電流
信号に及ぼす影響の説明図であって、(イ)は時間領域
の波形を、(ロ)は周波数領域の波形を示す。また破線
は低回転数(例えば2000rpm)時もしくは点火時
期遅角時を、実線は高回転数(例えば6000rpm)
時もしくは点火時期進角時を表す。即ち時間領域では、
回転数が高となるほど、あるいは点火時期が進角するほ
ど混合気の着火後に生じるイオン電流信号のピークは高
くなりかつ早期に生じるようになる。なお、ノッキング
が発生するとイオン電流信号のピーク後の減少時に約6
KHzの振動が重畳する。
【0034】周波数領域においては周波数が高になるほ
どレベルが減少するが、6KHzにノッキングのピーク
が発生する。なおノッキング強度が同じであれば6KH
zのピークの高さは同じとなる。そして回転数が高とな
るほど、あるいは点火時期が進角するほど周波数スペク
トルは周波数の高い方向に移動する。従って、回転数が
低であるとき、あるいは点火時期が遅角しているときの
6KHzのピークVKNL と4KHz成分VNNL との
比VKNL /VNNL よりも回転数が高であるとき、あ
るいは点火時期が進角しているときの6KHzのピーク
VKNH と4KHz成分VNNH との比VKNH /VN
H は小となる。
【0035】ステップ62で肯定判定されたときは、ノ
ッキングの発生を検出できるものとしてステップ63に
進みバックグランドVBG算出処理を実行するが、処理
の内容は後述する。ステップ64において、イオン電流
のピークVKNがバックグランドVBGの予め定められ
た第1の係数(K1)倍以上であるかを判定する。そし
て肯定判定されたときは、ステップ65においてイオン
電流のピークVKNがバックグランドVBGの予め定め
られた第2の係数(K2)倍以上であるかを判定する。
ここで、0<K1<K2とする。
【0036】ステップ65で肯定判定されたとき、即ち
ノッキングが大きいときには、ステップ66で点火時期
補正値ΔTIを予め定められた大遅角量(−DTH)に
設定してステップ69に進む。ステップ65で否定判定
されたとき、即ちノッキングは発生しているものの小さ
いと判断されるときは、ステップ67で点火時期補正値
ΔTIを予め定められた小遅角量(−DTL)に設定し
てステップ69に進む。
【0037】なお、ステップ61で肯定判定されたとき
あるいはステップ62で否定判定されたときは、ノイズ
周波数成分が大きくノッキング周波数成分が埋没してし
まうときは、ノッキングが発生しているか否かの判定に
誤りが生じるおそれがあるためノッキングは発生してい
ないものとみなしてステップ68で点火時期補正値ΔT
Iを予め定められた進角量LTに設定してステップ69
に進む。
【0038】さらに、ステップ64で否定判定されたと
き、即ち実際にノッキングが発生していないと判断され
るときもステップ68に進む。ここで0<LT<<DT
L<DTHとするが、これはノッキングが発生していな
いときに徐々に点火時期を進角し、ノッキングが発生し
たときには一挙に点火時期を遅角させてノッキングを抑
制するためである。さらに本実施例においてはノッキン
グレベルが高いときには遅角量を大きくして抑制効果を
高めている。
【0039】そして、ステップ69で点火時期制御処理
を実行してこのルーチンを終了するが、点火時期制御処
理については後述する。図8はノッキング制御ルーチン
のステップ63で実行されるバックグランド算出処理の
フローチャートであって、ステップ630で次式に基づ
いて更新量DLBGが算出される。
【0040】DLBG←|VBGi-1 −VKN|/4 ここでVBGi-1 は前回の演算で算出されたバックグラ
ンドであり、更新量DLBGは前回の演算までのバック
グランドと今回のピーク値VKNとの差の絶対値の1/
4の値として算出される。ステップ631およびステッ
プ632において更新量DLBGが予め定められた上限
ガード値GDLBG以下に制限される。
【0041】ステップ633およびステップ634にお
いて今回のピーク値VKNがVBG i-1 ×1以上の所定
係数(例えば1.5)以上であるか、VBGi-1 ×所定
係数以下VBGi-1 以上であるか、VBGi-1 以下であ
るかが判定される。そしてVBGi-1 ×所定係数以上で
あるときは、ステップ635で次式によりバックグラン
ドVBGを更新する。
【0042】VBG←VBGi-1 +DLBG VBGi-1 ×所定係数以下VBGi-1 以上であるとき
は、ステップ636で次式によりバックグランドVBG
を更新する。 VBG←VBGi-1 +DLBG+α VBGi-1 以下であるときは、ステップ637で次式に
よりバックグランドVBGを更新する。
【0043】VBG←VBGi-1 +DLBG−α ここで、αはバックグランドVBGを適切な範囲の値と
するための調整係数である。最後に、ステップ638に
おいて次回の演算に備えてVBGi-1 を今回算出された
バックグランドVBGに設定してこの処理を終了する。
【0044】図9はノッキング制御ルーチンのステップ
69で実行される点火時期制御処理のフローチャートで
あって、ステップ690でクランク角センサ505から
出力されるパルスに基づいて決定される内燃機関回転数
Neおよびエアフローメタ512で検出される吸入空気
量Qaを読み込み、ステップ691で内燃機関回転数N
eおよび吸入空気量Qaの関数として次式により基準点
火時期TBが算出される。
【0045】TB←TB(Ne,Qa) ステップ692で前回算出された点火時期TIi-1 に点
火時期補正値ΔTIを加算して今回の点火時期TIを算
出する。 TI←TIi-1 +ΔTI なお、本実施例においては正数を加算したときに点火時
期は進角し、正数を減算したときに点火時期は遅角する
ものとする。
【0046】そして、ステップ693および694で今
回の点火時期TIが最進角点火時期である基準点火時期
TBと予め定められた最遅角点火時期TDの間にあるか
が判定される。即ち、今回の点火時期TIが基準点火時
期TB以上であればステップ693で肯定判定され、ス
テップ695で今回の点火時期TIを基準点火時期TB
に置き換えてステップ697に進む。
【0047】逆に、今回の点火時期TIが最遅角点火時
期TD以下であればステップ694で肯定判定され、ス
テップ696で今回の点火時期TIを最遅角点火時期T
Dに置き換えてステップ697に進む。なお、今回の点
火時期TIが基準点火時期TBと最遅角点火時期TDの
間にあるときは直接ステップ697に進む。そして、ス
テップ697で出力I/F553を介してイグニッショ
ンコイル11に点火指令信号IGTを出力し、ステップ
698で次回の演算に備えて前回算出された点火時期T
i-1 を今回の点火時期TIに更新してこの処理を終了
する。
【0048】上記実施例においては、バンドパスフィル
タ32、ピークホールド部33、低負荷時ノイズバンド
パススフィルタ321および低負荷時ノイズピークホー
ルド部331等ハードウエアによって内燃機関のノッキ
ング検出装置を使用しているが、LC共振マスク部31
の出力を直接コンピュータに取り込みFFT等を使用し
て周波数分析し、周波数スペクトルパターンに基づいて
ノイズ成分とノッキング成分とに分割することも可能で
ある。
【0049】
【発明の効果】本発明に係る内燃機関のノッキング検出
装置によれば、イオン電流信号から抽出されたノッキン
グ周波数より低い周波数を有する低負荷時ノイズ周波数
成分が所定レベルより高いときはノッキングが発生して
いるか否かの判定を禁止することにより、低負荷時の燃
焼不安定に起因するノイズあるいはスパイクノイズが発
生した場合にもノッキングが発生しているとする誤判定
を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】内燃機関の点火回路の概略図である。
【図2】点火回路の各部の電圧波形図である。
【図3】イオン電流によるノッキング検出装置の構成図
である。
【図4】課題の説明図である。
【図5】本発明に係る内燃機関のノッキング検出装置の
実施例の構成図である。
【図6】ノッキング制御ルーチンのフローチャートであ
る。
【図7】回転数および点火時期がイオン電流信号に及ぼ
す影響の説明図である。
【図8】バックグランド算出処理のフローチャートであ
る。
【図9】点火時期制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
5…内燃機関 11…イグニッションコイル 16…点火栓 17…イオン電流検出部 31…LC共振マスク部 32…バンドパスフィルタ 321…低負荷時ノイズバンドパスフィルタ 33…ピークホールド部 331…低負荷時ノイズピークホールド部 500…ピストン 501…燃焼室 502…ウオータジャケット 503…冷却水温度センサ 504…ディストリビュータ 505…クランク角センサ 506…基準角センサ 510…吸気弁 511…エアクリーナ 512…エアフローメータ 513…吸気管 514…スロットル弁 515…燃料噴射弁 520…排気弁 521…排気管 522…空燃比センサ 55…処理部 550…バス 551…アナログ入力I/F 552…ディジタル入力I/F 553…出力I/F 554…CPU 555…メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紅林 洋一 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の燃焼室内に設置される一対の
    電極に電圧を印加し、燃焼室内の混合気が燃焼する際に
    発生するイオンを介してこの一対の電極間を流れるイオ
    ン電流を検出するイオン電流検出手段と、 前記イオン電流検出手段の出力信号からノッキングの発
    生を表すノッキング周波数成分を抽出するノッキング周
    波数成分抽出手段と、 前記ノッキング周波数成分抽出手段によって抽出された
    ノッキング周波数成分に基づいてノッキングが発生して
    いるか否かを判定するノッキング発生判定手段と、 前記イオン電流検出手段の出力信号から低負荷時の燃焼
    不安定に起因するノイズの発生を表す低負荷時ノイズ周
    波数成分を抽出する低負荷時ノイズ周波数成分抽出手段
    と、 前記低負荷時ノイズ周波数成分抽出手段によって抽出さ
    れた低負荷時ノイズ周波数成分のレベルが予め定められ
    たしきい値レベルよりも大であるときには前記ノッキン
    グ発生判定手段によるノッキングが発生しているか否か
    の判定を禁止するノッキング発生判定禁止手段と、を具
    備する内燃機関のノッキング検出装置。
  2. 【請求項2】 前記ノッキング発生判定手段が、前記ノ
    ッキング周波数成分抽出手段によって抽出されたノッキ
    ング周波数成分のレベルが予め定められたしきい値レベ
    ルよりも大であり、かつ前記ノッキング周波数成分抽出
    手段によって抽出されたノッキング周波数成分のレベル
    と前記低負荷時ノイズ周波数成分抽出手段によって抽出
    された低負荷時ノイズ周波数成分のレベルとの比が予め
    定められた基準値よりも大であるときにノッキング発生
    と判定するものである請求項1に記載の内燃機関のノッ
    キング検出装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN108730096A (zh) * 2017-04-19 2018-11-02 三菱电机株式会社 内燃机的控制装置及控制方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3554447B2 (ja) * 1996-09-19 2004-08-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のノッキング検出装置
JP3423862B2 (ja) * 1997-07-24 2003-07-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のノック制御装置
DE19922747C2 (de) * 1999-05-18 2003-02-06 Bayerische Motoren Werke Ag Vorrichtung zur Erfassung eines Ionenstromes für eine Brennkraftmaschine
JP3281624B2 (ja) 2000-02-25 2002-05-13 ダイハツ工業株式会社 イオン電流による内燃機関のノック検出方法
DE10032702C2 (de) * 2000-07-05 2003-10-30 Conti Temic Microelectronic Verfahren zur Erkennung klopfender Verbrennung beim Betrieb einer Brennkraftmaschine
JP3659589B2 (ja) * 2002-10-21 2005-06-15 三菱電機株式会社 内燃機関のノック制御装置
US7013871B2 (en) * 2002-11-01 2006-03-21 Visteon Global Technologies, Inc. Closed loop MBT timing control using ionization feedback
JP4355254B2 (ja) * 2004-05-14 2009-10-28 三菱電機株式会社 内燃機関用ノッキング検出装置
JP4482571B2 (ja) * 2007-04-19 2010-06-16 三菱電機株式会社 内燃機関のノック検出装置
JP5508834B2 (ja) * 2009-12-22 2014-06-04 日産自動車株式会社 内燃機関のノック判定装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3128554A1 (de) * 1981-07-18 1983-02-03 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart "vorrichtung zum erkennen des klopfens bei brennkraftmaschinen"
DE3133703A1 (de) * 1981-08-26 1983-03-10 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart "vorrichtung zum erkennen des klopfens bei brennkraftmaschinen"
JPS6157830A (ja) * 1984-08-30 1986-03-24 Nec Home Electronics Ltd 異常燃焼判定方法および装置
US5220821A (en) * 1988-05-04 1993-06-22 Robert Bosch Gmbh Method of detecting knock in internal combustion engines
JP3472661B2 (ja) * 1996-03-28 2003-12-02 三菱電機株式会社 内燃機関用イオン電流検出装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN108730096A (zh) * 2017-04-19 2018-11-02 三菱电机株式会社 内燃机的控制装置及控制方法
CN108730096B (zh) * 2017-04-19 2020-06-30 三菱电机株式会社 内燃机的控制装置及控制方法

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