JPS63268976A - エンジンのノツク検出装置 - 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を検出−４るようにし
たエンジンのノック検出装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、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
ノックの弁士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づるについては、例えば、特
開昭５８−２８６４６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ｆす
出力が￥１１定レベルを越えた場合をノック弁士時と判
定づ”るものがある。

（ブを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旦づいてノ
ック判定を行う場合に、ノックが発生していない状態で
のノッ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υ制御Ｖｉ度が低下することにな
るものである。

また、エンジン振動を検出したノックセンサ出力と比較
レベルとを比較し、比較出力が所定値となるように比較
レベルをフィードバック制御すると、この比較レベルを
エンジンノックが発生していない状態のノックセンサ出
力のピーク値近傍に維持して各種ばらつきに対応するこ
とができる。

しかし、エンジンの高回転時には、非ノツク時の燃焼圧
力の絶対値および変動が低回転時に比べて大きくなるた
めに、ノックセンサ出力のＶ４度分布が広くなり、これ
に伴って前記比較レベルが広範囲に変化し、比較レベル
が下がっているときには実際にはノックが発生していな
いのにノック発生と誤判定し、ノック制御を行ってしま
うという問題を生起する。

そこで本発明は上記事情に鑑み、エンジン回転の低回転
から高回転に渡って精度の高いノック検出が行えるよう
にしたエンジンのノック検出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） 本発明のノック検出装置は、エンジン振動をノックセン
サによって検出し、このノックセンサ出力と比較レベル
とを比較し、比較出力が所定値となるように比較レベル
をフィードバック制御するとともに、上記比較出力に基
づいてノック検出を行うについて、エンジンの高回転状
態を検出する回転検出手段と、該回転検出手段の出力を
受け、前記比較出力が所定値以上となった時に比較レベ
ルを上界させる度合を低回転時に比べて高回転時で大き
くなるように設定する比較レベル補正手段どを備えたこ
とを特徴とするものである。

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に対づ゛る点火時期
制御により、その燃焼状態を変更ｆｉ＋ｌＩ　’ｍ　Ｌ
／てノック抑制を行う燃焼状態制御手段２が設けられて
いる。

そして、上記ノック制御に対しエンジンノックのブを生
状態を検出するために、前記エンジン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、その出力信号
は比較手段５に出力される。

この比較手段５は、上記ノックセンサ出力と比較レベル
設定手段６で設定された比較レベルとを比較し、ノック
センサ出力が比較レベルより大きい場合にパルス等の比
較出力を出力する。

上記比較手段５の比較出力は比較レベル補正手段７およ
びノック判定手段８に出力される。この比較レベル補正
手段７は、比較手段５からエンジンの１回の燃焼行程に
４３いて出力される比較出力が所定値（一定値）となる
ように前記比較レベル設定手段６にフィードバック補正
信号を出力するものである。一方、ノック判定手段８は
、前記比較■ツノとノック判定Ｉｌｉ設定手段９で設定
されたノック判定値とを比較し、ノック発生を検出する
ものである。このノック判定手段８によるノック信号は
制御量設定手段１０に出力され、この間御呈設定手段１
０でノック発生状態に対応してノックｉｔ、ＩＪ罪の制
御］ｆｆｉを設定し、前記燃焼状態制御手段２に信号を
出力して、ノック発生時には例えば点火時期４ｊ−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ど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。

また、前記比較レベル補正手段７にはエンジンの高回転
状態を検出する回転検出手段１１の信号が出力され、こ
の比較レベル補正手段７は、前記比較出力が所定値以上
となったフィードバック制罪時に、比較レベルを上昇さ
せる度合を低回転時に比べて高回転時で大きくなるよう
に利得を設定し、これに基づいて比較レベルを補正する
比較レベル補正信号を前記比較レベル設定手段６に出力
するものである。

（作用） 上記のようなノック検出装置では、ノックセンサ出力と
比較レベルとの比較にｉＪ３いて比較出力が所定値とな
るように比較レベルをフィードバック制御するについて
、比較出力が所定値より低い場合には比較レベルを低下
さゼて比較出力が大きくなるようにする一方、比較出力
が所定値以上となった時には比較レベルを上昇させるも
のであるが、この比較レベルの上昇度合を低回転時に比
べて高回転時で大きくなるようにするものである。

すなわら、非ノツク時の振幅に相当するセンサ出力の大
きさとその発生度数との関係は第５図に示すようになり
、低回転時工では分布幅が狭くセンサ出力の平均値も低
いものであり、これに対し高回転時■には分布幅が広く
なり、センサ出力の平均値も高くなる。

そして、上記のような分布特性に対し、ノックが発生す
るとその高出力側のｎ１度数が増加するように変化し、
理想的な比較レベルの設定は低回転■５工には平均値Ａ
１から高出力側に侃差Ｓ皇だけヂれたレベルに、また、
高回転時■には平均値　−Ａ２から高出力側に＆ｉ差Ｓ
２だけ大きくずれたレベルにＦｓＬ定するのが最適であ
る。上記レベルに比較レベルを設定するについて、セン
サ出力と比較レベルとを比較した比較出力が所定値とな
るように比較レベルをフィードバック制ａｐ　Ｖると、
基本的には比較レベルは低回転時でも高回転時でもその
分布の平均値ＡＩ、Ａ２の付近に位置することになるが
、比較出力が所定値以上となった時の高出力側への変動
幅を比較出力が所定値より低い１１５の低出力側への変
動幅より大きくすると、平均値から高出力側にずれて設
定することができるものである。

さらに、前記のように比較レベルの上昇度合を低回転時
に比べて高回転時で大きくなるようにして、高回転時の
偏差が大きくなるようにしているものであり、より＠適
位置への比較レベルの設定に伴って精度よいノック検出
が行えるようにしている。

（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
ついて示づ−。

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には］ン１〜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
を検出ザる吸気量センサ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、燃焼全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１１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ＩＩフト（図示せず）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、これらの各種センサか
らの検出信号Ｊ５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１−１７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９伺（充填量）
とから基本的な点火簡明設定を行うとともに、ノックセ
ンサ出力と比較レベルとの比較に阜づくノック検出回路
２５からの比較出力とじてのノックパルス数か所定値と
なるように比較レベルの設定修正を行い、さらに、上記
ノックバルス数を前記比較レベルの大きさに対応して設
定したノック判定値と比較してノック検出し、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
ックが発生していない場合には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。

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の信号を受ける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、その
信号は比較器３４に入力される。

この比較器３４にはコントロールユニット１７からＤ／
Ａコンバータ３５を介して比較レベル信号が入力され、
この比較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３４からパルスがパルスカウンタ３６に出力
されてカウントされ、ノックパルス数が比較出力として
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図のフロ
ーヂセートに基づいて説明する。スタート後、ステップ
Ｓ１でエンジン回転数Ｎ、吸入空気量Ｑａ　　（負荷）
、水温ＴＶｌ等のセンサ信号を入力し、ステップＳ２で
基本マツプから基本点火進角θｂを読み出す。そして、
ステップＳ３で水温に応じて水温補正値θＷ＠暮出する
。

次にステップＳ４でノック検出回路２５からの比較出力
としてのノックパルス数）（ｎを入力し、ステップＳ５
でノックパルスｌＫｎがノック判定値Ｃｒ　　（設定パ
ルス数）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Ｓ６でノック補正値θｋに所定値
ΔθｒｈＯ等して遅角修正づ゛る。一方、上記ステップ
Ｓ５の判定がＮＯで非ノツク時には、ステップＳ７でノ
ック補正値θ舷がＯになっているか否かを判定し、０よ
り大さくＮｏ判定の場合には、ステップＳ８でノック補
正値θｋから所定値Δθａ減樟して進角修正する。

続いてステップＳ９でノックパルス数）（ｎがＯを越え
ているか否かを判定し、この判定がＹＥＳでＯを越えて
いる場合にはステップ８１０でノックパルス数Ｋｎが１
を越えているか否かを判定する。この判定がＮＯでノッ
クパルス数１（ｎが１の状態が比較出力が所定値となっ
ている時であり、この場合には比較レベルＶｒは修正し
ない。一方、上記ステップ８１０の判定がＹＥＳで１を
越えている場合には、ステップ８１１でノックパルス数
Ｋｎが４を越えているか否かを判定し、この判定がＮＯ
でノックパルス数Ｋｎが２〜４の場合には比較レベル■
ｒを１ビツト低減修正する。また、上記ステップＳ１１
の判定がＹＥＳでノックパルス数）（ｎが４を越えでい
る場合には、ステップＳ１２で比較レベルＶ「を２ビツ
ト低減修正する。

前記ステップＳ９の判定がＮｏでノックパルス数Ｋｎが
０の場合には、ステップ８１４でエンジン回転数Ｎが所
定値Ｎ１以上の高回転状態か否かを判定する。この判定
がＮＯで低回転状態の場合には、ステップ８１５で比較
レベルＶｒを２ビツト増加修正する。一方、上記ステッ
プ８１４の判定がＹＥＳで高回転状態の場合には、ステ
ップ８１６で比較レベルＶ「を３ビット増加修正し、そ
の上昇度合を低回転時より大きく設定している。

ステップ８１７は最終点火進角θ１９の綽出を行うもの
であり、基本点火進角θｂ、ノック補正値θｋを含む各
種補正値を加減界して惇出し、この最終点火進角θ１ｇ
を点火カウンタにプリセットし、出力するものである。

上記実施例では、ノック検出回路２５からの比較出力と
してのノックパルス数Ｋｎが所定パルス数１となるよう
に比較レベルＶｒを増減修正するについて、上昇修正度
合を高回転で多く設定したことにより、この高回転時に
は低回転時に比べて比較レベルの設定が実質的に平均値
から高出力側に大きくずれて設定して、エンジン回転状
態の変化に対応した比較レベルの設定により、高回転時
の比較レベルの低レベル設定によるノックの誤判定を防
止している。

なお、上記実施例にＪ３いて設定している各種値の具体
値は、−例を示しているに過ぎず、各種条件において適
宜設定変更するものである。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、ノックセンサ出力と比較
レベルとの比較出力が所定値となるように比較レベルを
フィードバック制御Ｎするについて、比較出力が所定値
より低い場合には比較レベルを低下させて比較出力が大
きくなるようにする一方、比較出力が所定値以上となっ
た時には比較レベルを上昇させる上昇修正度合を高回転
で多く設定したことにより、エンジン回転状態の変化に
対応した最適位置への比較レベルの設定を行うことがで
さ−、ノックの誤判定を防止して精度よいノック判定を
行って、これに伴う精１褒の高いノック制御が行えるよ
うにしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の禍成を明示するための全（Ａ＠構成図 第２図は本発明の具体例を承り全体構成図、第３図はノ
ック検出回路のブロック図、第４図はコントロールユニ
ットの処理を説明でるだめのフローチャート図、 第５図はエンジン回転変化に対するセンサ出力と発生度
数との関係を示す説明図である。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・燃焼状態制御
手段、４・・・・・・ノックセンナ、５・・・・・・比
較手段、６・・・・・・比較レベル設定手段、７・・・
・・・比較レベル補正手段、８・・・・・・ノック判定
手段、１１・・・・・・回転検出手段、１７・・・・・
・コントロールユニット、２５・・・・・・ノック検出
回路。 第１図 第５図 ＡＩ　　　　　Ａ２ 第２図 第３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
   のノックセンサ出力と比較レベルとを比較し、比較出力
   が所定値となるように比較レベルをフィードバック制御
   するとともに、上記比較出力に基づいてノック検出を行
   うエンジンのノック検出装置であって、エンジンの高回
   転状態を検出する回転検出手段と、該回転検出手段の出
   力を受け、前記比較出力が所定値以上となった時に比較
   レベルを上昇させる度合を低回転時に比べて高回転時で
   大きくなるように設定する比較レベル補正手段とを備え
   たことを特徴とするエンジンのノック検出装置。