JPS6235069A - 内燃機関用ノツキング制御装置 - Google Patents

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
のエンジン電子式点火時期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を制
御するためのノ・ノ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５８−１’
　３１５９号公報）においては、第７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８　ＫＨｚ）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、その値
によりノッキングの判定レベルを作成する為の判定レベ
ル発生回路３−２、前記検出信号とノッキング判定レベ
ルとを比較してノッキング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など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、回転速度など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、
アナログ信号をディジタル信号に返還する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ィジタル
方式のノッキング検出装置にすることによって、一応あ
る程度は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−Ｉ）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変換を行う方式が考えられるが、この種
の方式においては、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、やはり構成の複雑化を
免れない。

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、あるいは同一機種においても回転
数毎に設定する必要があり、倍率を設定するために多大
の時間と工数を必要とする。

〔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、しかも判定レベルの作成に必要な倍率の設
定を不要にできるにもかかわらず、ノイズによる誤判定
をなくし正確にノ・２キングを検出できる斬新なノッキ
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〕

上記目的を達成するために、本発明は、ノッキング検出
器からのノッキング検出信号のうち特定周波数のノッキ
ング周波数成分のみを通過せしめるフィルタ手段と、こ
の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、内燃機関の所定角度毎
に信号を発生する回転信号発生手段と、この回転信号を
受けノッキングが発生する全区間に第１の判定区間を設
定すると共に、ノッキング発生時の前記ノッキング検出
信号のピーク値が現われる区間に第２の判定区間を設定
し、前記比較手段から出力されるパルス信号を前記第１
の判定区間で計数し、その計数結果及び前記第２の判定
区間のパルスの有無によりノッキングの判定を行ない、
このノッキング判定結果に応じて前記点火時期を補正す
るマイクロコンピュータとを備える構成となっている。

〔実施例〕

次に本発明によるノッキング検出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
キングによる振動音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は検出信号と、
マイクロコンピュータ６からのディジタル信号をＤ−Ａ
変換した抵抗ラダー７の出力信号とを比較するコンパレ
ータである。そして、前出のマイクロコンピュータ６は
コンパレータ５からの判定パルスを計数し、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（ＣＰＵ）、記憶装置（
ＲＯＭ、ＲＡＭ）　、入出力装置（Ｉ　１０）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、２はコンデンサ及
び抵抗により構成されるフィルタ回路であり、ノッキン
グ検出器１からの検出信号はこのフィルタ回路２を通過
させる事によって高周波ならびに低周波のノイズ成分が
除去ささ、周波数８ＫＨｚ付近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は周知の発振回路６−２、電源
オン−リセット回路６−３、及び図示せぬ電源回路によ
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ＴＮπ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ＲＯ端子から演算点火時期信号Ｎ　ｇ　ｔ）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
ュータからのディジタル信号（８Ｂｉｔ）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。

次に本実施例の動作について第３〜５図を参照して説明
する。第３図（１）〜（５）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すの
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６０Ｔｒπ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の区間で、すなわち、上死
点後（ＡＴＤＣ）１０°〜９０℃Ａ付近で発生する異常
燃焼ノイズを含む。

第４図（１）〜（４）において、波形ｄの区間で（以下
第１判定区間とする）、すなわち、ＡＴＤＣＩＯ℃Ａ〜
９０″ｃＡ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（＋ｉ　ｅ　ヲマイクロコンピュータか
ら抵抗ラダー７を経て出力して、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、コンパレータ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ＰＭ％基準レベルをＶイとすると、Ｐ、＝Ｏ
；Ｖ−＝Ｖ、”　　−Ｉ　ＱｍＶＰＨ−１；　Ｖｓ’　
＝Ｖｗ’−’ Ｐｓ　　＝　　２　　；　　Ｖ、’　　＝Ｖ−−’　　
　＋　　１　０ｍＶここで、目よ今回値、ｉ−１は前回
値を表わす。

上記演算は１点火に１回行われ、各気筒毎に造られる。

１０ｍＶという値は１回の変化量を決定する値であり、
本実施例においてはこの１０ｍＶという値を選定した。

これによって、基準レベルはノッキング検出信号の定常
時におけるピーク値のほぼ中央値をとることができる。

そしてコンパレータから出力されるパルスは逐次マイク
ロコンピュータでカウントされるとともに、パルスが発
生した位置が第２判定区間内（第３図、４図の波形ｄ′
の区間）にあるかを確認し、第２判定区間にパルスがあ
る場合、フラグをセ・ノドする。第２判定区間はノック
が発生した時にノック検出信号のピーク値が現れる区間
にあらかじめ設定しておく。

第５図において、（イ）はエンジンのクランク角度ＡＴ
ＤＣＩＯ℃Ａ−ＡＴＤＣ９０℃Ａの間にエンジンの回転
数によらず一定の角度設定された第１の判定区間であり
、（ロ）は各エンジン回転数Ｎｅ毎にノック検出信号の
ピーク値が発生する位置に設定した第２の判定区間であ
り、ノック検出信号のピーク値の発生位置はエンジン回
転数が高くなるにつれてエンジンのクランク角度に対し
て相対的に遅れる為（ロ）に示す領域設定となる。

そして、第１の判定区間の終りでノ・ツク判定を行う。

ノック判定は、第１の判定区間内に発生したパルスの総
数が所定値（例えば２０パルス）以上で、かつ第２の判
定区間にパルスが発生した時にノック有りと判定する。

したがって、パルス数が所定値を越えていても第２判定
区間内にパルスが発生していない時にはノック有りと判
定しない。

次に、本実施例の概略ロジックを第６図！１１〜（７）
に示す。図において、前記Ｎｅ信号（６−１）に対しそ
の立ち上がり、立ち下がりからダウンカウント（６−３
）、（６−２）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期、点火時期を示す演算信号ｉｇｔ
（６４）を得る。この演算信号ｉｇｔにより実点火が行
われる。また点火後タイマーにより所定角度マスキング
（６−６）を行う。マスキング区間（６−６）中にマイ
クロコンピュータは点火時期等を演算する。そして、マ
スク後、第１の判定区間（６−７）の間、前記パルス数
に応じた基準レベルを越えたノック波形の数、すなわち
、ノックパルス数ＰＭを得るとともに、第２の判定区間
（６−８）の区間内にパルスが発生したかを確認する。

その後、ノックパルス数ＰＭに応じて遅角量が、また、
上述のように比較レベルがそれぞれ更新される（６−９
）。

なお、すべての動作はオーバーフローで初期化されるタ
イマー（６−５）により制御される。

〔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及
び発生タイミング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Ａ−
Ｄ変換することなしに、特に比較手段を用い、第１の判
定区間にて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、このパルスの計
数値と、第２の判定区間によるパルスの発生タイミング
とからノッキングを判定するので、ノイズによる誤判定
をなくし、正確にノアキングを判定することができる。

また、基準レベルを前記パルスの計数値に応じて増減す
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×に＋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になる。

【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ク図、
第２図はその具体的な電気回路図、第３図及び第４図は
、第２図図示の電気回路における主要部分の信号波形図
、第５図は第１判定区間とノック発生時のノック検出信
号のピーク発生位置に設定された第２の判定区間の関係
を示す図、第６図は第１図に示す実施例の動作説明に供
するためのタイミングチャート、第７図はアナログ技術
を用いたノッキング検出方式の従来技術を示すブロック
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。 代理人弁理士　岡　　部　　　隆 第１図 第３図 第５図　　　　Ｎｅ 第６図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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を補正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特定
   周波数の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、 この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、内燃機関の所定角度
   毎に信号を発生する回転信号発生手段と、 前記回転信号を受けノッキングが発生する全区間に第１
   の判定区間を設定すると共に、ノッキング発生時の前記
   ノッキング検出信号のピーク値が現われる区間に第２の
   判定区間を設定し、前記比較手段から出力されるパルス
   信号を前記第１の判定区間で計数し、その計数結果及び
   前記第２の判定区間のパルス信号の有無によりノッキン
   グの判定を行ない、このノッキング判定結果に応じて前
   記点火時期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. （２）前記基準レベルは、前記ノッキング検出信号のほ
   ぼ中央値となるように前記第１の判定区間に発生した前
   記比較手段のパルス数に応じて補正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