JPS60247060A - ノツキング制御装置 - Google Patents

ノツキング制御装置

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JPS60247060A
JPS60247060A JP59102943A JP10294384A JPS60247060A JP S60247060 A JPS60247060 A JP S60247060A JP 59102943 A JP59102943 A JP 59102943A JP 10294384 A JP10294384 A JP 10294384A JP S60247060 A JPS60247060 A JP S60247060A
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knocking
sensor
mid
point potential
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Ichiro Maki
槇 一郎
Katsumasa Kawasaki
川崎 勝匡
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing 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
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/152Digital data processing dependent on pinking
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はエンジンの振動よりノッキングを判定して点火
時期を制御するノンキング制御装置に関するものである
従来例の構成とその問題点 自動車等のエンジンがノッキングを起すと、ノンキング
特有の振動が発生する。このエンジンの振動をノッキン
グセンサで検出し、ノッキングセンサの出力信号を観測
することによシ、エンジンのノンキングを検知できる。
ノッキングは、一定のクラ/り角範囲(以下ノックゲー
トと称する)で発生し、このノックゲートで得たノック
センサ信号レベル(Vk)、!:、ノッキングが発生し
にくい一定のクランク角範囲(以下ノイズゲートと称す
る)で得た信号を基にして得たノック判定レベル(Vt
A)とを比較し、Vh>Vth ・・・・・・・・・・
・・・・・・(1)であれば、ノッキングであると判定
できる。
第1図は従来のノンキング制御装置の概略を示している
。第1図において、1はエンジンブロック等に取付けら
れたノッキングセンサであり、このノッキングセンサ1
はエンジンの振動を電気信号に変換する。第2図(b)
の実線B、はノッキングセンサ1の出力信号を示してい
る。2はノッキングセンサ1と帯域フィルタ30間に接
続されたコンデンサである。上記帯域フィルタ3はノッ
キングセンサ1の出力信号中より雑音成分を除去し、ノ
ッキングの特徴周波数近傍の周波数成分を抽出する。4
はバイアス回路であり、このバイアス回路4は、抵抗(
抵抗値R2)5と抵抗(抵抗値R3)6と増幅器7とか
ら構成されている。8はバイアス回路4の出力端と帯域
フィルタ3の入力端との間に接続された抵抗(抵抗値R
1)であシ、バイアス回路4は抵抗8を介して中点電位
voを供給している。9は帯域フィルタ3の出力を整流
する整流器。
10は整流器9の出力を積分する積分器であり、帯域フ
ィルタ3の出力は整流器9.積分器10を介して整流・
積分されて平均化される。第2図(b)の破線B2は積
分器10より出力される平均化出力を示している。11
はアナログスイッチ11A。
]、IBからなるアナログスイッチ回路であり、アナロ
グスイッチ11A、11Bはマイクロコンピュータ12
より出力されるノックゲート信号、ノイズゲート信号に
よってオン、オフ制御される。
13は比較器、14はディジタル・アナログ(D、/A
)変換器であシ、このD/A変換器14はマイクロコン
ピータ12より出力されるディジタル信号をアナログ信
号に変換して、比較器13の一方の入力端子に印加する
。比較器13の他方の入力端子にはアナログスイッチI
IAを介して帯域フィルタ3の出力、又はアブログスイ
ッチ11Bを介して、積分器10の出力が印加され、D
/A変換器14の出力と比較される。比較器13の出力
はマイクロコンピュータ12に入力され、比較器13の
出力に基づいてノッキングの有無、ノッキングの程度の
判定、およびノッキング判定レベルの演算が行なわれる
。なお、マイクロコンピュータ12は、中央処理装置(
CPU)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リード
オンリーメモリ(RAM)、入出力ポート等から構成さ
れている。
15はディストリビュータ内に設けられたピックアップ
コイルであり、このピックアップコイル15からはエン
ジンの各気筒の特定クランク角に対応した信号が出力さ
れる。16はピックアップコイル15の出力を波形整形
して、第2図(a)に示すパルス状の点火タイミング信
号を出力する波形整形回路である。なお、第2図(a)
における矢印は点火タイミングを示している。
上記波形整形回路16の出力はマイクロコンピュータ1
2内の周期演算手段17に入力され、点火から次の点火
までの周期が算出される。I8は周期演算手段17でめ
られた周期を基にして、単位クランク角度(例えば1°
OA)当りの時間を算出する単位クランク角度時間演算
手段である。
上記周期演算手段17は、クロックパルス発生器とカウ
ンタとから構成され、点火から次の点火までの間に上記
クロックパルス発生器から出力されるクロックパルス数
を上記カウンタで計数することによυ周期をめるもので
ある。19,2oはそれぞれノックゲート信号発生手段
、ノイズゲート信号発生手段であシ、ノックゲート信号
発生手段19からは、第2図(C)に示すように点火タ
イミングより予め設定された開始クランク角度(例えば
10°OA)に相当する時間経過後に立上り、点火タイ
ミングより予め設定された終了クランク角度(例えば7
0°OA)に相当する時間経過後に立下るノックゲート
信号(第2図(C))を発生する。このノックゲート信
号はアナログスイッチIIAの制御端子に印加され、こ
のアナログスイッチIIAを導通させる。一方、ノイズ
ゲート信号発生手段20からは、第2図((1)に示す
ように点火タイミングより予め設定された開始クランク
角度(例えば90°OA)に相当する時間経過後に立上
り、点火タイミングより予め設定された終了クランク角
度(例えば150°OA)に相当する時間経過後に立下
るノイズゲート信号(第2図(d))を発生する。
このノイズゲート信号は、アナログスイッチIIBの制
御端子に印加され、このアナログスイッチ]、 I B
を導通させる。
21はノッキング判定レベル算出手段であシ、このノッ
キング判定レベル算出手段21では、ノイズゲート信号
(第2図(d))のH11の期間において、積分器10
の出力を、例えば遂次比較法によりA/D変換し、との
A/D変換されたVadを、例えば次式によりなまし計
算することによって平均化して平均レベルVmをめる。
Vmz−Vm(7,−+)+(Vqd、−Vm(=−+
))/W =−・・・・(1)ここで、Vmiは今回の
演算結果、Vm(j−1)は前回の演算結果、Wはなま
じ係数である。さらに、ノッキング判定レベル算出手段
21では、演算結果V7Wiを用いて、次式によりノッ
キング判定レベル■thを算出する。
VtA == Vmi X K + ’OS + Vo
 −−・”・・・(2)ことで、K、O8はそれぞれ定
数、Voは中点電位である。
22はノッキング判定手段であり、このノッキング判定
手段22は、ノックゲート信号(第2図(C))のH″
の期間における比較器13の比較結果すなわち、ノッキ
ング判定レベル算出手段21よシ出力されるノッキング
判定レベル信号ヲD/A変換器14でD/A変換して得
たノッキング判定レベルと帯域フィルタ3の出力とを比
較した比較結果に基づき、ノッキングの有無、ノッキン
グの程度が判定される。23はノッキング判定手段22
の判定結果、すなわち、ノッキングの有無。
ノッキングの程度に応じたクランク角度だけ点火タイミ
ング信号(第2図(a))を遅角する遅角制御手段であ
る。24は遅角制御手段23の出力を増幅する増幅器で
あり、この増幅器24の出力によりイグナイタ25が駆
動される。
上記従来例における中点電位(Vo)は次式によって決
定される。
ただし、V、c:電源電圧 上式からも明らかなように、中点電位(Vo)は抵抗5
,6の抵抗値R2,R3のバラツキ、抵抗5゜6および
増幅器7あ温度特性等によりて変動し、この中点電位(
Vo)の変動により、ノッキングの判定を誤ることがあ
る。
すなわち、前記(1)式におけるVadは、積分器10
の出力(アース電位を基準とする積分器出力)を比較器
13.D/A変換器14.マイクロコンビーータ12に
よってA/D変換した値より、中点電位(vo)を減じ
た値であり、このVadは中点電位(V、)の変動によ
って変化する。また、このVadよりノッキング判定レ
ベル(Vth)を算出する際にも、前期(2)式からも
明らかなように、ノッキング判定レベル(Vth)も中
点電位(vo)によって変化する。まだ、ノックゲート
期間において、比較器13に入力される帯域フィルタ3
の出力は、中点電位(Vo)にセンサ出力が重畳された
信号となるため、比較器13に入力される帯域フィルタ
3の出力は、中点電位(vo)の変動によって変化する
このように、中点電位(Vo )が変動すると、ノッキ
ング判定レベル(Vth)および比較器13に入力され
る帯域フィルタ3の出力が変化し、帯域フィルタ3出力
と、ノッキング判定レベル(Vth )を比較して行う
ノッキング判定が誤判定となるものである。
発明の目的 本発明は上記従来の欠点を除去するものであり、中点電
位が変動しても誤ったノッキング判定を行うことがない
ノンキング制御装置を提供することを目的とするもので
ある。
発明の構成 本発明は上記目的を達成するため、中点電位に重畳され
ているセンサ出力を中点電位に短絡するバイパス回路を
設け、所定のタイミングでセンサ出力を中点電位に短絡
し、中点電位のみを測定し、この測定された中点電位を
含めてノッキング判定レベルを算出するものである。
実施例の説明 以下に本発明の一実施例について第3図、第4図ととも
に説明する。第3図において、26は単位クランク角度
時間演算手段18から出力される単位クランク角度時間
を基にして所定のクランク角度範囲(例えば70°CA
〜90°CA)の間ショート信号(第4図(e))を出
力するショート信号発生手段、27は抵抗8に並列に接
続されたアナログスイッチであり、このアナログスイッ
チ270制御端子には上記ショート信号が印加され、抵
抗8を短絡する。28はバイアス回路4の増幅器7の出
力端とアースとの間に接続されたノくイノくスコンデン
サである。
第4図は本実施例の動作説明図であシ、第4図(a)は
波形整形回路16よ多出力される点火タイミング信号、
第4図(b)は帯域フィルタ出力、第4図(c)はノッ
クゲート信号、第4図(d)はノイズゲート信号、第4
図(e)はショート信号を示している。第4図(C)、
 (d)、 (e)からも明らかなように本実施例にお
いては、クランク角度70°CA〜80°CAにおいて
は、ノックゲート信号およびショート信号は・ともに°
“H++であり、クランク角度70°CA〜80゜CA
においてはアナログスイッチ11Aおよび27がON状
態となる。また、80°CA〜90°CAにおいては、
アナログスイッチ11Bおよび27がON状態となる。
以下に本実施例の動作について説明する。本実施例にお
いては、70°CA〜80°CAにおいてアナログスイ
ッチ11Aおよび27がON状態となり、この区間にお
けるセンサ1の出力のうちAC成分は、アナログスイッ
チ27.バイパスコンデンサ28を介してアースに流れ
る。このため、70°CA〜80°CAでは帯域フィル
タ3の入力はほぼ中点電位(VO)となり、帯域フィル
タ3の出力端には中点電位(VO)にオフセット電圧が
加わった電圧(■1)が出力され、この電圧(V+)が
比較器13に入力され、比較器13.D/A変換器14
、マイクロコンピュータ12によってA/D変換され、
ノッキング判定レベル算出手段21に記憶される。
また、80°CA〜90°CAにおいては、アナログス
イッチIIBおよび27がON状態になり、この区間に
おけるセンサ1の出力のうちAC成分ハ、アナログスイ
ッチ27.バイパスコンデンサ28を介してアースに流
れる。このため、80°CA〜90°CAでは帯域フィ
ルタ3の入力は、はぼ中点電位(Vo’)となり、積分
器10の出力端には中点電位にオフセット電圧が加わっ
た電圧(V2)が出力され、この電圧(V2)が比較器
13に入力され、比較器13.D/A変換器14.マイ
クロコンピータ12によって構成されるA/D変換器に
よってA/D変換され、ノッキング判定レベル算出手段
21に記憶される。
ノンキング判定レベル算出手段21では、ノイズゲート
信号(第4図(d))の′H″の期間(90°CA〜1
50°CA)においてまず、積分器10の出力を、遂次
比較法によ、9 A/D変換し、とのA/D変換されだ
値vdを次式によシ、なまし計算することによって平均
レベルVmをめる。
Vmi = Vm/i−+ ) +(Vad−V2(L
)−Vm(i、+ )) /Wここで、 Vmiは今回
の演算結果、Vm(z−+)は前回の演算結果、V2(
i)ハ80°CA〜90°CAの期間にめられた中点電
位(オフセントを含む)、Wはなまじ係数である。さら
に、ノッキング判定レベル算出手段21では、前記演算
結果および測定された中点電位(v2)を用いて次式に
よりノッキング判定レベルVthを算出する。
Vth = Vmi X K 十OS +V+(i−t
)ここで、K、O8はそれぞれ定数、V+(、L−t)
は前回の中点電位の測定値である。
このように本実施例では、平均レベルVmをめる際に、
測定された中点電位(オフセットも含む)V2を減算し
てめているため、正確な平均レベルVmがめられ、かつ
ノッキング判定レベルVth 請求める際に、測定され
た正確な中点電位(オフセットも含む)V+を用いてv
thをめているため、正確なノンキング判定レベルVt
hがめられる。
発明の効果 本発明によれば、オフセントを含む中点電位を測定して
、ノッキング判定レベルをめるため、オフセットによる
影響、バイアス回路の温度特性による影響等を受けるこ
となく、正確なノッキング判定が行なえる利点を有する
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のノッキング制御装置のブロック図、第2
図は同装置の動作説明図、第3図は本発明の一実施例に
おけるノッキング制御装置のブロック図、第4図は同装
置の動作説明図である。 1・・・センサ、2・・コンデンサ、3・・帯域フィル
タ、4 ・バイアス回路、5,6・・抵抗、7・・・増
幅器、8・・・抵抗、9・・・整流器、10・・積分器
、11・・・アナログスイッチ回路、IIA、IIB・
・・アナログスイッチ、12 ・マイクロコンビーータ
、13・・・比較器、14・ディジタルアナログ(D/
A、)変換器、15・・・ピックアップコイル、16・
・波形整形回路、17・・・周期演算手段、18・・単
位クランク角度時間演算手段、19・・・ノックゲート
信号発生手段、20 ノイズゲート信号発生手段、21
 ・ノッキング判定レベル算出手段、22・・・ノッキ
ング判定手段、23・・遅角制御手段、24・・・増幅
器、25・イグナイタ、26・・・ショート信号発生手
段、27 ・アナログスイッチ、28・・・バイパスコ
ンデンサ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エンジンの振動を電気信号に変換するセンサと、このセ
    ンサの出力の中点電位を与えるバイアス回路と、上記セ
    ンサ出力を所定のタイミングで中点電位に導くバイパス
    手段と、上記センサ出力を平均化する平均化手段と、上
    記センサの出力、上記平均化手段の出力をそれぞれ所定
    のタイミングで比較器に入力するだめのスイッチ手段と
    、上記比較器の出力に基づいてノッキング判定レベルを
    X出するノンキング判定レベル算出手段と、このノッキ
    ング判定レベル算出手段の出力をディジタル・アナログ
    変換するディジタル・アナログ変換手段と、このディジ
    タル・アナログ変換手段より出力されるノッキング判定
    レベルと、上記センサの出力とを上記比較器で比較した
    比較結果に基づいて7ノキングを判定するノッキング判
    定手段と、このノッキング判定手段の判定結果により点
    火時期を制御する制御手段とを有し、上記バイパス手段
    の閉成時に中点電位を測定し、この測定された中点電位
    を用いて上記ノッキング判定レベルを算出することを特
    徴とするノッキング制御装置。
JP59102943A 1984-05-22 1984-05-22 ノツキング制御装置 Expired - Lifetime JPH07107382B2 (ja)

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