JPH11351053A - 内燃機関のノック検出装置 - Google Patents
内燃機関のノック検出装置Info
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- JPH11351053A JPH11351053A JP15943498A JP15943498A JPH11351053A JP H11351053 A JPH11351053 A JP H11351053A JP 15943498 A JP15943498 A JP 15943498A JP 15943498 A JP15943498 A JP 15943498A JP H11351053 A JPH11351053 A JP H11351053A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 点火プラグをイオン電流検出用プローブとし
て利用するイオン電流検出回路の出力に基づきノックを
検出する装置において、点火プラグで発生するノイズに
起因して誤判定がなされるのを防止する。 【解決手段】 点火プラグで発生するノイズは、スパイ
ク状の形を有しているため、ノイズ発生時、ノックに関
連する周波数成分を抽出するフィルタの出力は、一度大
きくなるが、その後急速に減衰する。すなわち、ピーク
値自体は大きいものの、共振は起こっていないため、振
動回数は少ない。そこで、フィルタ出力における振動の
回数に基づいてノック判定を行うことにより、ノック信
号とプラグノイズとの混同を防止する。また、ノック発
生時とプラグノイズ発生時とでは、フィルタ出力の振幅
の減衰の状態が異なる。そこで、フィルタ出力の振幅の
減衰の速度又は減衰の期間によりノックかプラグノイズ
かを判別してもよい。
て利用するイオン電流検出回路の出力に基づきノックを
検出する装置において、点火プラグで発生するノイズに
起因して誤判定がなされるのを防止する。 【解決手段】 点火プラグで発生するノイズは、スパイ
ク状の形を有しているため、ノイズ発生時、ノックに関
連する周波数成分を抽出するフィルタの出力は、一度大
きくなるが、その後急速に減衰する。すなわち、ピーク
値自体は大きいものの、共振は起こっていないため、振
動回数は少ない。そこで、フィルタ出力における振動の
回数に基づいてノック判定を行うことにより、ノック信
号とプラグノイズとの混同を防止する。また、ノック発
生時とプラグノイズ発生時とでは、フィルタ出力の振幅
の減衰の状態が異なる。そこで、フィルタ出力の振幅の
減衰の速度又は減衰の期間によりノックかプラグノイズ
かを判別してもよい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のノック
検出装置に関し、より詳細には、シリンダ内での燃焼に
より発生するイオンの量に応じて流れるイオン電流に基
づいてノックを検出する装置に関する。
検出装置に関し、より詳細には、シリンダ内での燃焼に
より発生するイオンの量に応じて流れるイオン電流に基
づいてノックを検出する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ガソリン機関では、点火プラグから与え
られる火花で点火プラグ付近の混合気が着火せしめら
れ、その火炎が混合気全体に伝わることによって、ガソ
リンの燃焼が起こる。その場合の異常燃焼の一つにノッ
クがある。ノックは、火炎伝播の途中で圧力が異常に高
くなった場合に火炎の伝播を待たずに未燃焼部分が自己
着火する現象である。ノックが発生すると、燃焼ガスが
振動することにより熱が伝搬しやすくなり、その結果、
機関が破損するおそれがある。ノックは、点火時期と密
接な関係があり、点火時期を早めると燃焼最大圧力が高
まり、ノックが発生しやすくなる。
られる火花で点火プラグ付近の混合気が着火せしめら
れ、その火炎が混合気全体に伝わることによって、ガソ
リンの燃焼が起こる。その場合の異常燃焼の一つにノッ
クがある。ノックは、火炎伝播の途中で圧力が異常に高
くなった場合に火炎の伝播を待たずに未燃焼部分が自己
着火する現象である。ノックが発生すると、燃焼ガスが
振動することにより熱が伝搬しやすくなり、その結果、
機関が破損するおそれがある。ノックは、点火時期と密
接な関係があり、点火時期を早めると燃焼最大圧力が高
まり、ノックが発生しやすくなる。
【0003】一方、熱効率を高め、燃料消費率を低減す
るためには、高い圧縮比を達成することが好ましい。そ
こで、ノックの発生を検出しつつノックが発生する限界
近傍まで点火時期を早める制御が点火時期制御の一部と
して行われている。かかるノック検出方法としては、従
来、シリンダブロック等に振動センサを取り付け、ノッ
ク振動を検出するものが一般的であったが、近年におい
ては、ノック発生時におけるシリンダ内イオン電流変化
を利用するものが提案されている。
るためには、高い圧縮比を達成することが好ましい。そ
こで、ノックの発生を検出しつつノックが発生する限界
近傍まで点火時期を早める制御が点火時期制御の一部と
して行われている。かかるノック検出方法としては、従
来、シリンダブロック等に振動センサを取り付け、ノッ
ク振動を検出するものが一般的であったが、近年におい
ては、ノック発生時におけるシリンダ内イオン電流変化
を利用するものが提案されている。
【0004】すなわち、点火プラグによる放電が起き、
燃焼室内の混合気が燃焼すると、その混合気はイオン化
する。混合気がイオン化した状態にあるときに、シリン
ダ内に設置された一対の電極に電圧を印加すると、イオ
ン電流が流れる。このイオン電流を検出し、解析処理を
行うことによって、ノックの発生を検出することができ
るのである。通常、ノックが発生すると、6〜7kHz
の振動成分がイオン電流に現れる。イオン電流に基づく
ノック検出装置は、そのノック特有の周波数成分をフィ
ルタで抽出し、その大きさに基づいてノック判定を行
う。
燃焼室内の混合気が燃焼すると、その混合気はイオン化
する。混合気がイオン化した状態にあるときに、シリン
ダ内に設置された一対の電極に電圧を印加すると、イオ
ン電流が流れる。このイオン電流を検出し、解析処理を
行うことによって、ノックの発生を検出することができ
るのである。通常、ノックが発生すると、6〜7kHz
の振動成分がイオン電流に現れる。イオン電流に基づく
ノック検出装置は、そのノック特有の周波数成分をフィ
ルタで抽出し、その大きさに基づいてノック判定を行
う。
【0005】例えば、特開昭61−57830号公報
は、イオン電流信号からノックに関連する周波数成分を
抽出することによりノックを検出する装置を開示してい
る。その装置においては、点火コイルの一次電流の遮断
時に生ずる二次電流によりイオン電流生成用電源となる
コンデンサを一定電圧に充電し、火花放電後、このコン
デンサと点火コイル二次巻線と点火プラグと電流検出抵
抗器とからなる閉回路に流れるイオン電流を測定するよ
うに構成されている。すなわち、この装置では、点火プ
ラグがイオン電流検出用プローブとしても利用されてい
る。
は、イオン電流信号からノックに関連する周波数成分を
抽出することによりノックを検出する装置を開示してい
る。その装置においては、点火コイルの一次電流の遮断
時に生ずる二次電流によりイオン電流生成用電源となる
コンデンサを一定電圧に充電し、火花放電後、このコン
デンサと点火コイル二次巻線と点火プラグと電流検出抵
抗器とからなる閉回路に流れるイオン電流を測定するよ
うに構成されている。すなわち、この装置では、点火プ
ラグがイオン電流検出用プローブとしても利用されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、点火プ
ラグをイオン電流検出用プローブとしてイオン電流を検
出し、ノック判定を行う場合、点火プラグで発生するノ
イズが問題となる。このノイズはスパイク状の形を有し
ているため、ノックに関連する周波数成分の抽出用とし
てイオン電流検出回路の後段に設けられるバンドパスフ
ィルタを通過する成分が現れる。そして、フィルタ出力
のピーク値に基づいてノック判定を行うときには、上述
の如くフィルタ出力に現れるノイズも判定基準値を超え
てしまうため、実際にはノックが発生していないにもか
かわらず、ノックありとの誤判定がなされてしまう。
ラグをイオン電流検出用プローブとしてイオン電流を検
出し、ノック判定を行う場合、点火プラグで発生するノ
イズが問題となる。このノイズはスパイク状の形を有し
ているため、ノックに関連する周波数成分の抽出用とし
てイオン電流検出回路の後段に設けられるバンドパスフ
ィルタを通過する成分が現れる。そして、フィルタ出力
のピーク値に基づいてノック判定を行うときには、上述
の如くフィルタ出力に現れるノイズも判定基準値を超え
てしまうため、実際にはノックが発生していないにもか
かわらず、ノックありとの誤判定がなされてしまう。
【0007】かかる問題点に鑑み、本発明の目的は、点
火プラグをイオン電流検出用プローブとして利用するイ
オン電流検出回路の出力に基づきノックを検出する装置
であって、点火プラグで発生するノイズに起因して誤判
定がなされるのを防止することができるものを提供する
ことにある。
火プラグをイオン電流検出用プローブとして利用するイ
オン電流検出回路の出力に基づきノックを検出する装置
であって、点火プラグで発生するノイズに起因して誤判
定がなされるのを防止することができるものを提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の態様によれば、内燃機関の燃焼室内
に設置される点火プラグの電極間に電圧を印加し、該電
圧と燃焼室内の混合気の燃焼時に生ずるイオンとによっ
て該電極間に流れるイオン電流を検出するイオン電流検
出回路と、前記イオン電流検出回路の出力にノックに関
連する周波数成分が重畳しうる期間以外の期間、前記イ
オン電流検出回路の出力をマスクするマスク回路と、前
記マスク回路の出力からノックに関連する周波数成分を
抽出するフィルタと、前記フィルタの出力に現れる振動
の回数に基づいてノックの有無を判定するノック判定手
段と、を具備する、内燃機関のノック検出装置が提供さ
れる。
に、本発明の第1の態様によれば、内燃機関の燃焼室内
に設置される点火プラグの電極間に電圧を印加し、該電
圧と燃焼室内の混合気の燃焼時に生ずるイオンとによっ
て該電極間に流れるイオン電流を検出するイオン電流検
出回路と、前記イオン電流検出回路の出力にノックに関
連する周波数成分が重畳しうる期間以外の期間、前記イ
オン電流検出回路の出力をマスクするマスク回路と、前
記マスク回路の出力からノックに関連する周波数成分を
抽出するフィルタと、前記フィルタの出力に現れる振動
の回数に基づいてノックの有無を判定するノック判定手
段と、を具備する、内燃機関のノック検出装置が提供さ
れる。
【0009】また、本発明の第2の態様によれば、内燃
機関の燃焼室内に設置される点火プラグの電極間に電圧
を印加し、該電圧と燃焼室内の混合気の燃焼時に生ずる
イオンとによって該電極間に流れるイオン電流を検出す
るイオン電流検出回路と、前記イオン電流検出回路の出
力にノックに関連する周波数成分が重畳しうる期間以外
の期間、前記イオン電流検出回路の出力をマスクするマ
スク回路と、前記マスク回路の出力からノックに関連す
る周波数成分を抽出するフィルタと、前記フィルタの出
力に現れる振動の減衰の状態に基づいてノックの有無を
判定するノック判定手段と、を具備する、内燃機関のノ
ック検出装置が提供される。
機関の燃焼室内に設置される点火プラグの電極間に電圧
を印加し、該電圧と燃焼室内の混合気の燃焼時に生ずる
イオンとによって該電極間に流れるイオン電流を検出す
るイオン電流検出回路と、前記イオン電流検出回路の出
力にノックに関連する周波数成分が重畳しうる期間以外
の期間、前記イオン電流検出回路の出力をマスクするマ
スク回路と、前記マスク回路の出力からノックに関連す
る周波数成分を抽出するフィルタと、前記フィルタの出
力に現れる振動の減衰の状態に基づいてノックの有無を
判定するノック判定手段と、を具備する、内燃機関のノ
ック検出装置が提供される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
の実施形態について説明する。
【0011】図1は、点火装置及び本発明に係るノック
検出装置の回路構成を示す図である。点火コイル10の
一次巻線10aの一端は、バッテリ12の正電極に接続
され、他の一端は、スイッチング手段としてのトランジ
スタ14のコレクタに接続されている。そのトランジス
タ14のエミッタは接地され、そのベースには点火信号
が印加されるように構成されている。点火コイル10の
二次巻線10bの一端は、点火ディストリビュータ16
を介して各気筒ごとに設けられた点火プラグ18の中心
電極18aに接続される。点火プラグ18の外側電極1
8bは、接地されている。
検出装置の回路構成を示す図である。点火コイル10の
一次巻線10aの一端は、バッテリ12の正電極に接続
され、他の一端は、スイッチング手段としてのトランジ
スタ14のコレクタに接続されている。そのトランジス
タ14のエミッタは接地され、そのベースには点火信号
が印加されるように構成されている。点火コイル10の
二次巻線10bの一端は、点火ディストリビュータ16
を介して各気筒ごとに設けられた点火プラグ18の中心
電極18aに接続される。点火プラグ18の外側電極1
8bは、接地されている。
【0012】点火コイル10の二次巻線10bの他の一
端側には、イオン電流検出回路20が接続されている。
まず、イオン電流生成用電源となるコンデンサ22が二
次巻線10bに接続されている。このコンデンサ22に
は、点火コイル二次電流によりコンデンサ22に充電さ
れる電圧を一定値に制限するための定電圧ダイオード
(ツェナーダイオード)24が並列に接続されている。
コンデンサ22の他の一端は、ダイオード26のアノー
ドと、イオン電流検出抵抗器28の一端とに接続されて
いる。そして、ダイオード26のカソード及びイオン電
流検出抵抗器28の他端は、接地されている。
端側には、イオン電流検出回路20が接続されている。
まず、イオン電流生成用電源となるコンデンサ22が二
次巻線10bに接続されている。このコンデンサ22に
は、点火コイル二次電流によりコンデンサ22に充電さ
れる電圧を一定値に制限するための定電圧ダイオード
(ツェナーダイオード)24が並列に接続されている。
コンデンサ22の他の一端は、ダイオード26のアノー
ドと、イオン電流検出抵抗器28の一端とに接続されて
いる。そして、ダイオード26のカソード及びイオン電
流検出抵抗器28の他端は、接地されている。
【0013】そして、コンデンサ22とイオン電流検出
抵抗器28との接続点は、演算増幅器(オペアンプ)3
0と入力抵抗器32と帰還抵抗器34とから構成される
反転増幅回路に接続されている。この反転増幅回路の出
力がイオン電流検出回路出力としてイオン電流指示電圧
を与える。
抵抗器28との接続点は、演算増幅器(オペアンプ)3
0と入力抵抗器32と帰還抵抗器34とから構成される
反転増幅回路に接続されている。この反転増幅回路の出
力がイオン電流検出回路出力としてイオン電流指示電圧
を与える。
【0014】イオン電流検出回路20の出力は、マスク
回路40に導かれる。マスク回路40は、イオン電流検
出回路の出力にノックに関連する周波数成分が重畳しう
る期間以外の期間、イオン電流検出回路の出力をマスク
して、信号を後段に伝達しないようにするものである。
マスク回路40の出力は、バンドパスフィルタ(BP
F)42に導かれる。フィルタ42は、マスク回路40
の出力を入力してその中からノック振動に関連する周波
数成分すなわち6〜7kHz付近の周波数成分を抽出す
る。
回路40に導かれる。マスク回路40は、イオン電流検
出回路の出力にノックに関連する周波数成分が重畳しう
る期間以外の期間、イオン電流検出回路の出力をマスク
して、信号を後段に伝達しないようにするものである。
マスク回路40の出力は、バンドパスフィルタ(BP
F)42に導かれる。フィルタ42は、マスク回路40
の出力を入力してその中からノック振動に関連する周波
数成分すなわち6〜7kHz付近の周波数成分を抽出す
る。
【0015】処理装置44は、フィルタ42の出力に基
づいてノック検出を行う。また、処理装置44は、機関
回転速度を検出するためのクランク角センサ46、機関
負荷としての吸気管圧力を検出するための吸気圧センサ
48、等の各種センサからの出力に基づいて運転状態を
検出し、ノックの有無とともにエンジンの状態を総合的
に判定し、最適な点火時期を決定し、点火信号を出力す
る。さらに、処理装置44は、マスク回路40における
マスク期間を決定し、マスク回路40にマスク信号を供
給する。
づいてノック検出を行う。また、処理装置44は、機関
回転速度を検出するためのクランク角センサ46、機関
負荷としての吸気管圧力を検出するための吸気圧センサ
48、等の各種センサからの出力に基づいて運転状態を
検出し、ノックの有無とともにエンジンの状態を総合的
に判定し、最適な点火時期を決定し、点火信号を出力す
る。さらに、処理装置44は、マスク回路40における
マスク期間を決定し、マスク回路40にマスク信号を供
給する。
【0016】次に、点火装置及びノック検出装置の動作
について説明する。まず、点火信号がハイとなり、トラ
ンジスタ14がオンすると、点火コイル一次巻線10a
に電流が流れる。次いで、点火信号がロウとされてトラ
ンジスタ14がオフにされることにより一次電流が遮断
されると、点火コイル10の二次巻線10bに高電圧が
誘起され、その結果、点火プラグ18にて火花放電が起
こる。すなわち、点火プラグ18の中心電極18aにマ
イナス極性の高電圧が印加されることにより、中心電極
18aと外側電極(接地電極)18bとの間で火花放電
が起こり、点火コイル二次巻線10bから、コンデンサ
22、定電圧ダイオード24、ダイオード26、及び点
火プラグ18を介して、二次巻線10bへと一巡する電
流が流れる。この過程において、コンデンサ22は、定
電圧ダイオード24のツェナー電圧(100V程度)に
一致する電圧にまで充電される。
について説明する。まず、点火信号がハイとなり、トラ
ンジスタ14がオンすると、点火コイル一次巻線10a
に電流が流れる。次いで、点火信号がロウとされてトラ
ンジスタ14がオフにされることにより一次電流が遮断
されると、点火コイル10の二次巻線10bに高電圧が
誘起され、その結果、点火プラグ18にて火花放電が起
こる。すなわち、点火プラグ18の中心電極18aにマ
イナス極性の高電圧が印加されることにより、中心電極
18aと外側電極(接地電極)18bとの間で火花放電
が起こり、点火コイル二次巻線10bから、コンデンサ
22、定電圧ダイオード24、ダイオード26、及び点
火プラグ18を介して、二次巻線10bへと一巡する電
流が流れる。この過程において、コンデンサ22は、定
電圧ダイオード24のツェナー電圧(100V程度)に
一致する電圧にまで充電される。
【0017】点火プラグ18における火花放電により、
燃焼室内の混合気が着火し燃焼すると、その混合気はイ
オン化する。混合気がイオン化した状態にあるときに
は、点火プラグ18の両電極間は導電性を有する。なお
かつ、コンデンサ22の充電電圧により点火プラグ18
の両電極間には電圧が印加されているため、イオン電流
が流れる。すなわち、このイオン電流は、コンデンサ2
2の一端から、点火コイル二次巻線10b、点火プラグ
18、及びイオン電流検出抵抗器28を介して、コンデ
ンサ22の他端へと流れる。そして、イオン電流検出抵
抗器28とコンデンサ22との接続点には“−イオン電
流値×検出抵抗値”の電位が現れ、その電位は、演算増
幅器30と入力抵抗器32と帰還抵抗器34とからなる
反転増幅回路において反転増幅される。反転増幅回路の
出力すなわちイオン電流検出回路20の出力は、マスク
回路40に供給される。
燃焼室内の混合気が着火し燃焼すると、その混合気はイ
オン化する。混合気がイオン化した状態にあるときに
は、点火プラグ18の両電極間は導電性を有する。なお
かつ、コンデンサ22の充電電圧により点火プラグ18
の両電極間には電圧が印加されているため、イオン電流
が流れる。すなわち、このイオン電流は、コンデンサ2
2の一端から、点火コイル二次巻線10b、点火プラグ
18、及びイオン電流検出抵抗器28を介して、コンデ
ンサ22の他端へと流れる。そして、イオン電流検出抵
抗器28とコンデンサ22との接続点には“−イオン電
流値×検出抵抗値”の電位が現れ、その電位は、演算増
幅器30と入力抵抗器32と帰還抵抗器34とからなる
反転増幅回路において反転増幅される。反転増幅回路の
出力すなわちイオン電流検出回路20の出力は、マスク
回路40に供給される。
【0018】図2は、イオン電流検出回路20の出力に
基づくノック検出の方法を説明するための図である。前
述のように、点火信号がオフとされた直後に点火プラグ
18にて放電が起こり、放電電流が流れる。そして、放
電終了後、点火コイルは残留磁気エネルギを放出しよう
とし、点火コイル二次巻線10bのインダクタンスL 2
と高電圧線路に形成される浮遊容量C2 (図1参照)と
の間でLC共振が起こり、LC共振電流が流れる。その
LC共振電流はイオン電流検出抵抗器によって検出され
るため、放電終了後のイオン電流検出回路出力には、図
2(A)に示されるように、急峻な変化が現れるが、こ
れはイオン電流によるものではない。そして、残留磁気
エネルギによるLC共振電流が流れた後に、図2(A)
に示されるように、イオン電流が流れる。
基づくノック検出の方法を説明するための図である。前
述のように、点火信号がオフとされた直後に点火プラグ
18にて放電が起こり、放電電流が流れる。そして、放
電終了後、点火コイルは残留磁気エネルギを放出しよう
とし、点火コイル二次巻線10bのインダクタンスL 2
と高電圧線路に形成される浮遊容量C2 (図1参照)と
の間でLC共振が起こり、LC共振電流が流れる。その
LC共振電流はイオン電流検出抵抗器によって検出され
るため、放電終了後のイオン電流検出回路出力には、図
2(A)に示されるように、急峻な変化が現れるが、こ
れはイオン電流によるものではない。そして、残留磁気
エネルギによるLC共振電流が流れた後に、図2(A)
に示されるように、イオン電流が流れる。
【0019】マスク回路40においては、ノックを検出
するための信号取り出し区間が、図2(A)に示される
ように、残留磁気エネルギによるLC共振電流を避けて
設定され、この区間のイオン電流検出回路出力のみがフ
ィルタ42に伝達される。そして、フィルタ42は、ノ
ックに関連する周波数成分のみを抽出する。ノックが発
生していない場合、図2(B)に示されるように、フィ
ルタ42の出力波形には、ノック信号が現れない。
するための信号取り出し区間が、図2(A)に示される
ように、残留磁気エネルギによるLC共振電流を避けて
設定され、この区間のイオン電流検出回路出力のみがフ
ィルタ42に伝達される。そして、フィルタ42は、ノ
ックに関連する周波数成分のみを抽出する。ノックが発
生していない場合、図2(B)に示されるように、フィ
ルタ42の出力波形には、ノック信号が現れない。
【0020】一方、ノックが発生した場合には、図2
(C)に示されるように、イオン電流波形にノック特有
の高周波振動成分が現れる。この場合、フィルタ42の
出力波形には、図2(D)に示されるように、その高周
波数成分が現れることとなる。ノック発生時には、イオ
ン電流に高周波が連続して重畳するので、フィルタ出力
も、共振に伴い、一旦出力が大きくなり、その後、小さ
くなる。また、共振による出力となるため、振動回数が
多くなる。
(C)に示されるように、イオン電流波形にノック特有
の高周波振動成分が現れる。この場合、フィルタ42の
出力波形には、図2(D)に示されるように、その高周
波数成分が現れることとなる。ノック発生時には、イオ
ン電流に高周波が連続して重畳するので、フィルタ出力
も、共振に伴い、一旦出力が大きくなり、その後、小さ
くなる。また、共振による出力となるため、振動回数が
多くなる。
【0021】ところで、前述のように、イオン電流検出
用プローブとして点火プラグ18を使用する場合には、
点火プラグ18で発生するノイズが問題となることがあ
る。このノイズは、図2(E)に示されるように、スパ
イク状の形を有している。そのため、フィルタ出力は、
図2(F)に示されるように、一度大きくなるが、その
後急速に減衰する。すなわち、ピーク値自体は大きいも
のの、共振は起こっていないため、振動回数は少ない。
しかし、フィルタ出力のピーク値に基づいてノック判定
を行うと、フィルタ出力に現れるノイズが判定基準値を
超えてしまうため、ノックありとの誤判定がなされてし
まう。このように、ピーク値によってノック信号とこの
ノイズとを判別することはできない。
用プローブとして点火プラグ18を使用する場合には、
点火プラグ18で発生するノイズが問題となることがあ
る。このノイズは、図2(E)に示されるように、スパ
イク状の形を有している。そのため、フィルタ出力は、
図2(F)に示されるように、一度大きくなるが、その
後急速に減衰する。すなわち、ピーク値自体は大きいも
のの、共振は起こっていないため、振動回数は少ない。
しかし、フィルタ出力のピーク値に基づいてノック判定
を行うと、フィルタ出力に現れるノイズが判定基準値を
超えてしまうため、ノックありとの誤判定がなされてし
まう。このように、ピーク値によってノック信号とこの
ノイズとを判別することはできない。
【0022】そこで、本発明の第1実施形態では、フィ
ルタ出力における振動の回数に基づいてノック判定を行
うことにより、ノック信号とノイズとの混同を防止す
る。すなわち、図2(D)のようにフィルタ出力にノッ
ク信号が現れる例では、振幅が判定基準値を超える振動
が6回発生しているのに対し、図2(F)のようにフィ
ルタ出力に点火プラグに起因するノイズが現れる例で
は、振幅が判定基準値を超える振動が2回しか発生して
いない。かかる知見に基づき、フィルタ出力における振
動の回数に基づいてノック判定を行うようにすれば、点
火プラグで発生するノイズに起因して誤判定がなされる
のを防止することができる。
ルタ出力における振動の回数に基づいてノック判定を行
うことにより、ノック信号とノイズとの混同を防止す
る。すなわち、図2(D)のようにフィルタ出力にノッ
ク信号が現れる例では、振幅が判定基準値を超える振動
が6回発生しているのに対し、図2(F)のようにフィ
ルタ出力に点火プラグに起因するノイズが現れる例で
は、振幅が判定基準値を超える振動が2回しか発生して
いない。かかる知見に基づき、フィルタ出力における振
動の回数に基づいてノック判定を行うようにすれば、点
火プラグで発生するノイズに起因して誤判定がなされる
のを防止することができる。
【0023】図3は、本発明の第1実施形態において処
理装置44によって実行されるノック判定処理のフロー
チャートである。この処理は、燃焼サイクルごとに実行
される。まず、ステップ102では、フィルタ出力判定
基準値VREF を算出する。このVREF の算出方法の一つ
としては、各サイクルごとに検出されるフィルタ出力の
平均値をバックグラウンド値として算出しておき、バッ
クグラウンド値の所定数倍(例えば2倍)を判定基準値
VREF とする。また、他の算出方法としては、クランク
角センサ46の出力に基づき算出される機関回転速度N
Eと、吸気圧センサ48によって機関負荷として検出さ
れる吸気管圧力PMと、に応じて予め定められたマップ
を参照することにより、判定基準値VREF を決定しても
よい。
理装置44によって実行されるノック判定処理のフロー
チャートである。この処理は、燃焼サイクルごとに実行
される。まず、ステップ102では、フィルタ出力判定
基準値VREF を算出する。このVREF の算出方法の一つ
としては、各サイクルごとに検出されるフィルタ出力の
平均値をバックグラウンド値として算出しておき、バッ
クグラウンド値の所定数倍(例えば2倍)を判定基準値
VREF とする。また、他の算出方法としては、クランク
角センサ46の出力に基づき算出される機関回転速度N
Eと、吸気圧センサ48によって機関負荷として検出さ
れる吸気管圧力PMと、に応じて予め定められたマップ
を参照することにより、判定基準値VREF を決定しても
よい。
【0024】次いで、ステップ104では、フィルタ4
2の出力すなわち振幅VBPF が判定基準値VREF 以上と
なる振動の回数NUMをカウントする。次いで、ステッ
プ106では、所定のマップを参照することにより、機
関回転速度NEと吸気管圧力PMとに応じた振動回数判
定基準値NREF を算出する。次いで、ステップ108で
は、振幅がVREF 以上となる振動の回数NUMが判定基
準値NREF 以上か否かを判定する。NUM≧NREF のと
きには、ステップ110に進み、ノックが発生したと判
定する。一方、NUM<NREF のときには、ステップ1
12に進み、ノックが発生しなかったと判定する。な
お、機関の回転速度及び負荷によりノック振動の様子が
変化するが、上述のように、振動回数判定基準値NREF
を回転速度及び負荷に応じて変化させることにより、ノ
ック検出精度が向上する。
2の出力すなわち振幅VBPF が判定基準値VREF 以上と
なる振動の回数NUMをカウントする。次いで、ステッ
プ106では、所定のマップを参照することにより、機
関回転速度NEと吸気管圧力PMとに応じた振動回数判
定基準値NREF を算出する。次いで、ステップ108で
は、振幅がVREF 以上となる振動の回数NUMが判定基
準値NREF 以上か否かを判定する。NUM≧NREF のと
きには、ステップ110に進み、ノックが発生したと判
定する。一方、NUM<NREF のときには、ステップ1
12に進み、ノックが発生しなかったと判定する。な
お、機関の回転速度及び負荷によりノック振動の様子が
変化するが、上述のように、振動回数判定基準値NREF
を回転速度及び負荷に応じて変化させることにより、ノ
ック検出精度が向上する。
【0025】次に、本発明の第2実施形態について説明
する。図4(A)及び(B)は、それぞれ、ノック発生
時のフィルタ出力とプラグノイズ発生時のフィルタ出力
とを示す波形図である。前述の第1実施形態では振動の
回数の相違に着目してノック信号とノイズとを判別した
が、図4(A)及び(B)に示されるように、ノック発
生時とプラグノイズ発生時とでは、振幅が最大値をとっ
た時点からの減衰の状態が異なる。すなわち、ノック発
生時の減衰の速度は小さいのに対し、プラグノイズ発生
時の減衰の速度は大きい。換言すれば、ノック発生時の
減衰の期間は長いのに対し、プラグノイズ発生時の減衰
の期間は短い。
する。図4(A)及び(B)は、それぞれ、ノック発生
時のフィルタ出力とプラグノイズ発生時のフィルタ出力
とを示す波形図である。前述の第1実施形態では振動の
回数の相違に着目してノック信号とノイズとを判別した
が、図4(A)及び(B)に示されるように、ノック発
生時とプラグノイズ発生時とでは、振幅が最大値をとっ
た時点からの減衰の状態が異なる。すなわち、ノック発
生時の減衰の速度は小さいのに対し、プラグノイズ発生
時の減衰の速度は大きい。換言すれば、ノック発生時の
減衰の期間は長いのに対し、プラグノイズ発生時の減衰
の期間は短い。
【0026】そこで、第2実施形態では、図4に示され
るように、フィルタ出力の振動ごとのピーク値VP(1),
VP(2),…,VP(n) のうちの最大値がk番目のVP
(k) であるとすれば、そのVP(k) とVP(k+a) との比
を振幅の減衰率として求め、その減衰率によりノックか
ノイズかを判別する。ここで、aは、整数の定数(例え
ば2)である。なお、かかる減衰率に代えて、減衰の期
間TD によりノックかノイズかを判別してもよい。
るように、フィルタ出力の振動ごとのピーク値VP(1),
VP(2),…,VP(n) のうちの最大値がk番目のVP
(k) であるとすれば、そのVP(k) とVP(k+a) との比
を振幅の減衰率として求め、その減衰率によりノックか
ノイズかを判別する。ここで、aは、整数の定数(例え
ば2)である。なお、かかる減衰率に代えて、減衰の期
間TD によりノックかノイズかを判別してもよい。
【0027】図5は、本発明の第2実施形態に係るノッ
ク判定処理のフローチャートである。まず、ステップ2
02では、フィルタ42の出力の振動ごとのピーク値V
P(1),VP(2),…,VP(n) を取り込む。次いで、ステ
ップ204では、各ピーク値の中の最大値VP(k) を決
定する。次いで、ステップ206では、VP(k) がピー
ク値に係るノック判定基準値VPREF 以上か否かを判定
し、VP(k) ≧VPRE F のときにはステップ208に進
む一方、VP(k) <VPREF のときにはステップ216
に進む。ステップ216では、ノックが発生しなかった
と判定し、本ルーチンを終了する。
ク判定処理のフローチャートである。まず、ステップ2
02では、フィルタ42の出力の振動ごとのピーク値V
P(1),VP(2),…,VP(n) を取り込む。次いで、ステ
ップ204では、各ピーク値の中の最大値VP(k) を決
定する。次いで、ステップ206では、VP(k) がピー
ク値に係るノック判定基準値VPREF 以上か否かを判定
し、VP(k) ≧VPRE F のときにはステップ208に進
む一方、VP(k) <VPREF のときにはステップ216
に進む。ステップ216では、ノックが発生しなかった
と判定し、本ルーチンを終了する。
【0028】一方、ステップ208では、VP(k) がV
PREF 以上となった原因がノックによるものかプラグノ
イズによるものかを判別するために、 D←VP(k+a) /VP(k) ここで、aは整数(例えば2)なる演算により、振幅の
減衰率Dを算出する。次いで、ステップ210では、減
衰率Dが所定の判定基準値DREF 未満か否かを判定す
る。なお、この判定基準値DREF は、回路特性による定
数である。そして、D<DREF のとき、すなわち減衰率
が基準値より小さいと判定されるときには、ステップ2
12に進み、ノックが発生したと判定する。一方、D≧
DREF のとき、すなわち減衰率が基準値以上であると判
定されるときには、ステップ214に進み、ノックは発
生しなかったがノイズが発生したためにフィルタ出力が
大きくなったと判定する。
PREF 以上となった原因がノックによるものかプラグノ
イズによるものかを判別するために、 D←VP(k+a) /VP(k) ここで、aは整数(例えば2)なる演算により、振幅の
減衰率Dを算出する。次いで、ステップ210では、減
衰率Dが所定の判定基準値DREF 未満か否かを判定す
る。なお、この判定基準値DREF は、回路特性による定
数である。そして、D<DREF のとき、すなわち減衰率
が基準値より小さいと判定されるときには、ステップ2
12に進み、ノックが発生したと判定する。一方、D≧
DREF のとき、すなわち減衰率が基準値以上であると判
定されるときには、ステップ214に進み、ノックは発
生しなかったがノイズが発生したためにフィルタ出力が
大きくなったと判定する。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
点火プラグをイオン電流検出用プローブとして使用して
イオン電流を検出し、そのイオン電流に基づきノックを
検出する装置において、点火プラグで発生するノイズに
起因して誤判定がなされるのが防止される。その結果、
ノック検出精度が向上する。
点火プラグをイオン電流検出用プローブとして使用して
イオン電流を検出し、そのイオン電流に基づきノックを
検出する装置において、点火プラグで発生するノイズに
起因して誤判定がなされるのが防止される。その結果、
ノック検出精度が向上する。
【図1】点火装置及び本発明の係るノック検出装置の回
路構成を示す図である。
路構成を示す図である。
【図2】(A)、(C)及び(E)は、イオン電流検出
回路の出力を示す波形図であり、(B)、(D)及び
(F)は、バンドパスフィルタの出力を示す波形図であ
って、(A)及び(B)はノックもノイズも発生しなか
った場合、(C)及び(D)はノックが発生した場合、
(E)及び(F)はプラグノイズが発生した場合を示す
ものである。
回路の出力を示す波形図であり、(B)、(D)及び
(F)は、バンドパスフィルタの出力を示す波形図であ
って、(A)及び(B)はノックもノイズも発生しなか
った場合、(C)及び(D)はノックが発生した場合、
(E)及び(F)はプラグノイズが発生した場合を示す
ものである。
【図3】本発明の第1実施形態に係るノック判定処理の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図4】(A)は、ノック発生時のフィルタ出力を示す
波形図であり、(B)は、プラグノイズ発生時のフィル
タ出力を示す波形図である。
波形図であり、(B)は、プラグノイズ発生時のフィル
タ出力を示す波形図である。
【図5】本発明の第2実施形態に係るノック判定処理の
フローチャートである。
フローチャートである。
10…点火コイル 10a…一次巻線 10b…二次巻線 12…バッテリ 14…トランジスタ 16…点火ディストリビュータ 18…点火プラグ 18a…中心電極 18b…外側電極 20…イオン電流検出回路 22…コンデンサ 24…定電圧ダイオード(ツェナーダイオード) 26…ダイオード 28…イオン電流検出抵抗器 30…演算増幅器(オペアンプ) 32…入力抵抗器 34…帰還抵抗器 40…マスク回路 42…バンドパスフィルタ(BPF) 44…処理装置 46…クランク角センサ 48…吸気圧センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高桑 栄司 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内
Claims (6)
- 【請求項1】 内燃機関の燃焼室内に設置される点火プ
ラグの電極間に電圧を印加し、該電圧と燃焼室内の混合
気の燃焼時に生ずるイオンとによって該電極間に流れる
イオン電流を検出するイオン電流検出回路と、 前記イオン電流検出回路の出力にノックに関連する周波
数成分が重畳しうる期間以外の期間、前記イオン電流検
出回路の出力をマスクするマスク回路と、 前記マスク回路の出力からノックに関連する周波数成分
を抽出するフィルタと、 前記フィルタの出力に現れる振動の回数に基づいてノッ
クの有無を判定するノック判定手段と、 を具備する、内燃機関のノック検出装置。 - 【請求項2】 前記ノック判定手段は、前記振動回数が
判定基準値以上であるときにノックが発生したと判定す
る、請求項1に記載の内燃機関のノック検出装置。 - 【請求項3】 前記判定基準値が機関運転状態に応じて
変更される、請求項2に記載の内燃機関のノック検出装
置。 - 【請求項4】 内燃機関の燃焼室内に設置される点火プ
ラグの電極間に電圧を印加し、該電圧と燃焼室内の混合
気の燃焼時に生ずるイオンとによって該電極間に流れる
イオン電流を検出するイオン電流検出回路と、 前記イオン電流検出回路の出力にノックに関連する周波
数成分が重畳しうる期間以外の期間、前記イオン電流検
出回路の出力をマスクするマスク回路と、 前記マスク回路の出力からノックに関連する周波数成分
を抽出するフィルタと、 前記フィルタの出力に現れる振動の減衰の状態に基づい
てノックの有無を判定するノック判定手段と、 を具備する、内燃機関のノック検出装置。 - 【請求項5】 前記ノック判定手段は、前記振動の減衰
の速度が判定基準値以下であるときにノックが発生した
と判定する、請求項4に記載の内燃機関のノック検出装
置。 - 【請求項6】 前記ノック判定手段は、前記振動の減衰
の期間が判定基準値以上であるときにノックが発生した
と判定する、請求項4に記載の内燃機関のノック検出装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15943498A JPH11351053A (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 内燃機関のノック検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15943498A JPH11351053A (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 内燃機関のノック検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11351053A true JPH11351053A (ja) | 1999-12-21 |
Family
ID=15693676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15943498A Pending JPH11351053A (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 内燃機関のノック検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11351053A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6931914B2 (en) | 2002-08-06 | 2005-08-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Combustion condition detection apparatus for an internal combustion engine |
JP2007270830A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-10-18 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 内燃機関の燃焼制御装置 |
JP2011012672A (ja) * | 2009-06-02 | 2011-01-20 | Toyohashi Univ Of Technology | 内燃機関の燃焼制御装置 |
JP2013167186A (ja) * | 2012-02-15 | 2013-08-29 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼状態判定装置 |
-
1998
- 1998-06-08 JP JP15943498A patent/JPH11351053A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6931914B2 (en) | 2002-08-06 | 2005-08-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Combustion condition detection apparatus for an internal combustion engine |
JP2007270830A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-10-18 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 内燃機関の燃焼制御装置 |
JP2011012672A (ja) * | 2009-06-02 | 2011-01-20 | Toyohashi Univ Of Technology | 内燃機関の燃焼制御装置 |
JP2013167186A (ja) * | 2012-02-15 | 2013-08-29 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼状態判定装置 |
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