JPS63268958A - エンジンのノツク制御装置 - 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、エンジンノックの発生に対応してこのエンジ
ンノックを解消するように点火時期等を制御するように
したエンジンのノック制御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンのノック制ｍａｗとして、エンジン
ノックの発生を検出すると点火時期その他の燃焼状態を
支配する制御量を制御してエンジンノックの発生を抑制
する技術は知られている。

また、エンジンノックの発生を判定するについては、例
えば、特開昭５８−２８８４６号に見られるように、予
めエンジンノックの発生していない状態でのノックセン
サ出力の平均値を求め、これに対応して各エンジンおよ
び各ノックセンサにおいて一定のノック判定レベルを設
定し、この判定レベルとノックセンサ出力とを比較し、
センサ出力が判定レベルを越えた場合をノック発生時と
判定するものがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、上記のようにエンジン振動をノックセンサに
よって検出し、このノックセンサの検出値に基づ（ノッ
ク判定に応じてエンジンの燃焼状態を制御する場合に、
ノックが発生していない状態での７ツクセンサ出力はエ
ンジンの運転に伴って定常的に発生するバルブの開閉音
等の振動によるノイズを検出しているものであり、ノッ
クが発生している場合には上記バックグラウンドノイズ
にノック振動が重畳した状態で検出信号が出力される。

そして、ノック判定レベルは両者間に精度よく設定しな
いとノック検出精度が低下し、ひいてはノック制御の制
御精度が低下することになるものである。

また、例えばノックセンサの取付位置によって、近い気
筒と遠い気筒とではノック信号部分とノイズとの比率す
なわちＳ／Ｎ比が異なって検出感度が変化する。すなわ
ち、近い気筒については信号に対するノイズ分が少なく
、遠い気筒についてはノイズ分が多くなる。さらに、検
出信号のＳ／Ｎ比は、上記のような取付位置のほか、個
々のエンジンおよび経年変化、エンジン回転数、雰囲気
条件等の運転条件によっても異なり、さらに、個々のノ
ックセンサの性能誤差、経年変化によっても影響を受け
て変化する。そして、前記のように一定の値に判定レベ
ルを設定すると、ノイズをエンジンノックの発生状態と
判定したり、エンジンノックの発生を正確に判定できな
かったりして、不必要にエンジン出力を抑制するか、ノ
ックの発生を抑制できずにエンジンの耐久性に悪影響を
与える恐れがあるものである。

そこで本発明は上記事情に鑑み、ノック検出感度のばら
つきに対処して正確なノック発生状態を判定し精度の高
いノック制御を行うようにしたエンジンのノック制御装
置を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明のノック制ｔＩＩｌ装置は、エンジン振動をノッ
クセンサによって検出し、このノックセンサの検出値に
基づくノック判定に応じてエンジンの燃焼状態を制御す
るについて、ノックセンサ出力を所定回数検出するノッ
クセンサ出力検出手段と、所定回数のノックセンサ出力
の分布幅を求める分布幅検出手段と、該分布幅に基づい
て検出感度を判定する検出感度判定手段と、この検出感
度に対応してノック制御量を設定する制ｔｌｌｆｆｉ設
定手段とを備えたことを特徴とするものである。

すなわち、本発明は、ノックセンサ出力を所定回数検出
し、所定回数のノックセンサ出力の分布幅を求めると、
第６図に例示するように、同一燃焼状態（非ノツク時）
においてはセンサ出力の分布幅は検出感度と相対関係に
あり、検出感度の高い場合Ｉ　（Ｓ／Ｎ比は大）の分布
ｌｌ１ｉｌｉＳ１は、検出感度が低い場合ＩＩ　（Ｓ／
Ｎ比は小）の分布幅Ｓ２より大きくなることが判明し、
この特性に基づき制御精度を向上せんとするものである
。

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図であ
る。

エンジン１は、例えば点火プラグ３に対する点火時期制
御により、その燃焼状態を変更制御してノック抑制を行
う燃焼状態制御手段２を備えている。上記燃焼状態制御
手段２は、点火時期制御のほか、空燃比制御、ＥＧＲ制
御、ノック抑制剤の供給制御等の制御手段によって構成
するようにしてもよい。

また、エンジン１にはエンジンの振動を検出するノック
センサ４を設置し、その出力はノックセンサ出力検出手
段５に出力される。このノックセ　、ンサ出力検出手段
５はノックセンサ出力の振幅値等の出力レベルを所定回
数＊めるものであり、このノックセンサ検出手段５で求
めた所定回数のノックセンサ出力を分布幅検出手段６に
出力し、この所定回数のノックセンナ出力の分布幅を求
める。

検出感度判定手段７は上記分布幅が大きい程検出感度が
高い特性があることから、この分布幅に基づいて検出感
度を判定するものであり、この検出感度判定手段７の信
号を制御量設定手段８に出力し、この制御ｆｆｉ設定手
段８で分布幅に対応する検出感度に基づいてノック制御
の制ｍ吊を設定し、ｌ）η記燃焼状態制罪手段２に信号
を出力して、ノッり発生時には例えば点火時期を遅角し
てノックを抑制する方向に燃焼状態を移行するとともに
、ノックが発生していないときには例えば点火時期を進
角してエンジン出力等の面で好ましい燃焼状態に移行す
る信号を出力するノック制御を行う。

なお、上記検出感度に基づくノック制御量の設定として
は、ノック制御の停止、多気筒の場合には他気筒の信号
の使用、判定レベルの修正、最終的制御量の修正等によ
って行う。

（作用〉 上記のようなノック制御装置では、エンジン振動を検出
したノックセンサ出力を所定回数求め、この複数のノッ
クセンサ出力の分布幅を求め、その分布幅から検出感度
を判定し、この検出感度に基づいてノック制御の制御量
を設定してノック制御を行うものであり、取付位置によ
る気筒間誤差、個々のノックセンサの誤差、個々のエン
ジンもしくは運転状態、経年変化等に応じて検出感度が
変化しても、この検出感度に対応して変化する分布幅の
検出に対してノック制御の制御量を設定し、検出感度の
悪い状態ぐのエンジンノックのブを生状態の誤判定を防
止し、これに伴う精度の高いノックａＩＩＩ　ＩＩＩを
行うようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は具体例の全体構成図である。この実施例は、エ
ンジンの点火時期の制御によってノック制御を行う例に
ついて示す。

エンジン１の気筒の燃焼室１５に臨んで点火プラグ３が
配設され、この点火プラグ３にはイグニションコイル１
６からの放電電圧が印加され、該イグニションコイル１
６に喀よコントロールユニット１７からの点火信号が出
力されて点火時期が調整制御される。

一方、エンジン１の燃焼室１５に吸気を供給する吸気通
路１８には、上流側からエアクリーナ１９、吸入空気量
を検出する吸気量センサ２０、スロットル弁２１、サー
ジタンク２２、インジェクタ２３が順に介装されている
。また、燃焼室１５の排気ガスは排気通路２４から排出
される。

前記エンジン１にはエンジン振動を検出するノックセン
サ４が設置され、このノックセンサ４の出力はノック検
出回路２５を介してコントロールユニット１７に入力さ
れる。また、エンジン１には吸気温度を検出する吸気温
センサ２６、冷却水温度を検出する水温センサ２７、ス
ロットル弁２１に対してその全開状態を検出するアイド
ルスイッチ２８が設けられ、さらに、エンジン１のカム
シャフト（図示上ず）には逐次クランク角信号を出力す
るとともに気筒識別のための基準信号を出力するクラン
ク角センサ２９が設置され、これらの各種セン（すから
の検出信号Ｊ３よびスタータスイッチ３０からのスター
タ信号がコントロールユニット１７に入力される。

そして、上記コントロールユニット１７は各種センサの
検出信号に応じて、エンジン回転数と負荷（充填量）と
から基本的な点火時期設定を行うとともに、ノック判定
レベルに対応してノックセンサ４の検出信号に呈づくノ
ック検出回路２５　ｂｓらのノックパルス数を判定し、
ノック発生時には点火時期を遅角してノックの発生を抑
制し、ノックが発生しでいない場合に喀よ徐々に点火時
期を進角するようにノック補正値を設定する。また、ノ
ックセンサ出力の振＠値を各気筒毎に所定回数入力し、
その平均値および分イｔｉ幅（分散値）を気筒毎に求め
て、分布幅が所定値以下でかつ平均値が各気筒の平均値
以下の場合には、当該気筒のノック検出感度が低下状態
にあると判定してその気筒ノック制御を停止するように
制ｉｌｌするものである。

前記ノック検出回路２５は第３図に示すように、ノック
センサ４の信Ｂを受（プるＢＰＦ３３　（バンドパスフ
ィルタ）はノック周波数成分を取り出すものであり、こ
の信号はコントロールユニット１７からのマスク信号に
伴うアナログスイッチ３４の開閉作動でノックｎ１期間
の信号のみ振幅検出回路３５Ｊ３よび比較器３６に入力
される。振幅検出回路３５はアナログスイッチ３４の開
期間の最大振幅を検出し、振幅の大きさに応じた電圧の
振幅信号をコントロールユニット１７に出力する一方、
コントロールユニット１７からのリセット信号によって
リセットされる。一方、比較器３６にはコントロールユ
ニット１７からＤ／Ａコンバータ３７を介してノック判
定レベル信号が入力され、この判定レベルより高いレベ
ルのノックセンサ出力があると比較器３６からノックパ
ルスがパルスカウンタ３８に出力され、このノックパル
スがカウントされ、ノックパルス数に応じた電圧信号が
ノック強度としてコントロールユニット１７に出力され
、リセット信号によってカウント値がリセットされる。

゛上記コントロールユニット１７の作動を、第４図およ
び第５図のフローチャートに基づいて説明する。第４図
はメインルーチンで、スタート後、ステップＳ１でスタ
ータ信号に基づいて始動時か否かを判定し、この判定が
ＹＥＳでクランキング時には、ステップ＄２でハード点
火に切換え、所定クランク角で入力される信号に基づい
て点火信号を出力するものである。

上記ステップＳ１の判定がＮｏで始動後にはステップＳ
３でソフト点火に切換え、ステップＳ４でアイドル状態
か否かを判定する。この判定がＹＥＳでアイドル状態の
場合には、ステップＳ５でアイドル時用に設定゛された
点火進角θｉｄを９７出し、ステップＳ６で最終点火時
期θｉｇに設定する。

一方、アイドル時以外でステップＳ４のＮｏ判定時には
、ステップ＄７でエンジン回転数と負荷（充填量）に基
づいて基本マツプから基本点火時期θｂを読み出ず。そ
して、ステップＳ８で水温に応じて水温補正進角０ｗ０
出し、ステップ＄９で吸気温に応じて吸気渇補正遇角Ｏ
ａｔを惇出し、ざら・に、ステップ８１０で加速状態に
応じて加速補正進角θａＣを算出する。

次に、ステップ８１１は後述の第５図のザブルーチンで
検出感度に応じて設定されるフラグＦが０にリセットさ
れているか否かを判定するものである。上記フラグＦは
正常な検出感度の場合には０であり、正常時に上記判定
はＹＥＳでステップ８１２〜８１５によってノック補正
値θｃｋを算出する。ステップ８１２はノック検出回路
２５から入力したノックパルス数Ｋｎがノック判定レベ
ルとしての設定パルス数０１以上か否かを判定し、この
判定がＹＥＳでノック発生時にはステップＳ１３でノッ
ク補正値θｃｋに所定値Δθ「加算して遅角修正する。

一方、上記ステップ８１２の判定がＮｏで非ノツク時に
は、ステップ８１４でノック補正値θｃｋが０になって
いるか否かを判定し、Ｏより太きくＮｏ判定の場合には
、ステップＳ１５でノック補正値θｃｋから所定値Δθ
ａ減等して進角修正する。

また、前記フラグＦが１にセットされてステップ８１１
の判定がＮＯの場合、すなわち特定気筒Ｂの検出感度が
所定レベル以下の場合には、ステップ８１６で次に点火
する気筒ｋが上記検出感度の低い特定気ｎＢか否かを判
定し、ＮＯの場合にはステップ８１２に進んでノック補
正値θｃｋを算出する一方、特定気筒Ｂの場合（ＹＥＳ
）には、ステップ８１７でその気筒に対するノック補正
値θｃｋをＯとしてノック制御は停止する。

ステップ８１８は最終点火進角θ１ｇの算出を行うもの
であり、基本点火進角θｂ、ノック補正値θｃｋを含む
各種補正値を加減痒して算出する。そして、ステップ３
１９でＲ＃１点火進角θｉｇをｈ火カウンタにプリセッ
トし、出力するものである。

第５図は１８０゛毎の割り込みルーチンであり、検出感
度の判定を行う。スタート後、まず、ステップ８２０で
ノックセンサ出力の振幅値Ｖｐを入ツノし、ステップ８
２１でこの振幅ｆｔＩＶｐを気１ｋに応じたメモリＭｋ
ｎに格納する。そして、所定回数の検出を行うと、ステ
ップ８２２で各気筒の振幅値Ｖｐの平均値Ａｋを、ステ
ップ８２３で分布幅Ｓｋ　　（分散値）をそれぞれ算出
する。

次にステップＳ２４′ｃ−分布幅Ｓｋが所定値Ｓ。

以下か否かを判定し、この判定がＹＥＳで分布幅Ｓｋが
狭い場合には、ステップ８２５で各気筒毎に計篩した平
均値Ａｋの平均値Ａを算出しく４気筒の例）、ステップ
８２６で各気筒における平均値Ａｋが全体の平均値Ａ以
下か否かを判定し、この判定がＹＥＳで平均値Ａｋも小
さい場合には検出感度が許容値より低い状態にあること
から、ステップ８２７でフラグＦを１にセットするとと
もに、ステップ８２８でこの気筒番号ｋをレジスタＢに
保管する。また、前記ステップ８２４もしくＧ、Ｌ　Ｓ
　２６の判定がＮＯで、分布値Ｓｋもしくは平均値Ａｋ
が大きい場合にはステップ８２９でフラグＦを０にリセ
ットする。このフラグＦの状態に応じて前記第４図のル
ーチンにおけるステップＳ１１の判定を行い、検出感度
の悪い気筒についてはノック制御を停止するものである
。

なお、前記気筒番号には、別のｖＪり込みルーチンによ
って設定され、例えば、３０°毎に入力されるクランク
角信号をカウントし、所定角度毎に気筒番号を更新し、
気筒識別信号で気筒番号およびクランク角カウンタをク
リアするようにして設定するものである。

上記のような実施例では、ノックセンサ４の検出信号か
ら振幅値Ｖｐを求め、所定回数検出した振幅値Ｖｐの分
布幅Ｓｋと平均値７１Ｊとを求め、分布幅および平均値
が小さい状態を検出感度が低い状態と判定し、この場合
にはその気筒についてはノックの発生状態が正確に判定
できないことからノック制御を停止し、誤動作の発生を
防止するようにしている。

なお、上記実施例において（よ検出感度の判定に分Ｉｌ
ｉ幅だけでなく平均値についても所定値と比較している
のは、同一燃焼状態であれば検出＠度が高いと分布幅が
広くなるが、異なる燃焼状態においては検出感度がよく
ても分布幅が狭い場合があることから、正確な検出感度
の判定を行うために、検出感度が低い場合には平均値も
小さくなることに対応して二重の判定を行うようにして
いるものであるが、実用上は分布幅の判定だけでも充分
な判定精度が確保できる。

さらに、上記実施例で番よ検出感度の低い気筒がある場
合には、その気筒についてのノック制御を停止−ケるよ
うに制６１１　Ｌ、ているが、そのほか、検出感度の低
い気筒が生じた場合には、気筒別のノック制御を全気筒
共通のノック制御に変更して、同一のメモリを使用して
ノック補正値を等比するようにしてもよい。

また、検出感度の低い気筒がある場合には、ノック判定
パルス数もしくは点火時期補正値等の演鐸式の係数を変
更し、例えば、より大きなノック発生状態として制御す
るように設定してもよい。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、エンジン振動を検出した
ノックセンサ出力を所定回数求め、この複数のノックセ
ンサ出力の分布幅を求め、その分布幅から検出感度を判
定し−、検出感度の判定に基づいてノック制御の制御量
を設定してノック制御を行うようにしたことにより、気
筒間のばらつき、個々のノックセンサの誤差、個々のエ
ンジンもしくは運転状態、経年変化等に応じた変化があ
っても、検出感度の状態を正確に捕らえてノックの誤判
定の発生を防止して精度の高いノック制御が行えるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第２図は本発明の具体例を示す全体構成図、第３図はノ
ック検出回路のブロック図、第４図および第５図はコン
トロールユニットの処理を説明するためのフローチャー
ト図、第６図はノックセンサ出力の分布幅と検出感度と
の関係を例示する説明図である。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・燃焼状態制御
手段、４・・・・・・ノックセンサ、５・・・・・・ノ
ックセンサ出力検出手段、６・・・・・・分布幅演算手
段、７・・・・・・検出感度判定手段、８・・・・・・
制御ｆｆｉ設定手段、１７・・・・・・コントロールユ
ニット、２５・・・・・・ノック検出回路。 第２図 第３図 、第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン振動をノックセンサによって検出し、こ
   のノックセンサの検出値に基づくノック判定に応じてエ
   ンジンの燃焼状態を制御するエンジンのノック制御装置
   であって、ノックセンサ出力を所定回数検出するノック
   センサ出力検出手段と、所定回数のノックセンサ出力の
   分布幅を求める分布幅検出手段と、該分布幅に基づいて
   検出感度を判定する検出感度判定手段と、この検出感度
   に対応してノック制御量を設定する制御量設定手段とを
   備えたことを特徴とするエンジンのノック制御装置。