JPH03105045A - エンジンのノッキング制御方法 - Google Patents

エンジンのノッキング制御方法

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JPH03105045A
JPH03105045A JP23962689A JP23962689A JPH03105045A JP H03105045 A JPH03105045 A JP H03105045A JP 23962689 A JP23962689 A JP 23962689A JP 23962689 A JP23962689 A JP 23962689A JP H03105045 A JPH03105045 A JP H03105045A
Authority
JP
Japan
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port
output
cpu
knocking
register
Prior art date
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Pending
Application number
JP23962689A
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English (en)
Inventor
Seigo Tanaka
誠吾 田中
Minoru Tachibana
実 立花
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Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Denso Ten Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Denso Ten Ltd
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  • 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】 (概 要〕 エンジンのノッキングを検出してフィードバック制御す
るノッキング制御方法に関し、ノック信号をCPUに入
力するゲート回路の故障や、該ゲート同路を制御する該
CPUのポート故障に起因してノッキングが発生しない
ようにすることを目的とし、 エンジンのノッキングを検出するノックセンサと、該セ
ンサの出力をノッキング制御用のCPUに人力するゲー
ト同路と、該ゲート回路を制御するポート、該ポートの
状態を変更する出力レジスタ、該ポートの状態を検出す
るポート状態レジスタを有する前記CPUとを備え、該
CPUは該ポートの状態変更タイ壽ング直後に該出力レ
ジスタとポート状態レジスタの内容を比較し、一致して
いれば正常モードの処理を行い、不一致のときは故障モ
ードの処理を行うよう構成する。
〔産業ヒの利用分野〕
本発明は、エンジンのノッキングを検出してフィードハ
ック制御するノッキング制御方法に関する。
エンジンの発生トルクは点火タイミングを上死点(TD
C)より進角側に移すことで増大するが、点火進角を大
きくし過ぎるとノッキングが発生し易くなる。ノック制
御システム(KCS)はノッキングが発生した場合に点
火タイミングを遅角側に戻したり、燃料噴射量を増加さ
せる等してノッキングが継続しないようにしてエンジン
を保護する。このシステムの有効性は、ノッキングを検
出するノックセンサから該センサの信号を処理するCP
Uまでの系全体が正常に機能している場合に限られるの
で、各部の故障検出機能を同時に備えることが望まれる
[従来の技術] 第4図は燃料噴射制御方弐のエンジンシステムの実例を
示している。図中、lはエンジンで、その付近にスパー
クプラグ2とインジエクタ3が配置される。このエンジ
ンlの吸気系から排気系にかけて吸気温センサ4、スロ
ットルポジションセンサ5、バキュームセンサ6、クラ
ンク角センサ7、水温センサ8、02センサ9、排気温
センサlO等が配置される。
IIはスパークプラグ2の点火制御とインジェクタ3の
噴射制御等を行うエンジン・コントロール・コンピュー
タで、その入力には−ヒ述したセンサ4〜10の他に車
速センサl2、ニュートラル・スタート・スイッチ(A
/T車の場合)13、エアコン(A/C)1 4、スタ
ータ15、バッテリ16、ノックセンサ51等がある。
このコンピュータ11はイグナイタ17を通してスパー
クブラグ2を制御する。この他に排気温か異常に上昇し
たら排気温警告ランプ18を点灯し、またアイドル回転
数を安定させるために、スロットルI9を迂回するアイ
ドル回転数制御用バルブ20の開度を制御する。燃料ボ
ンプ21を駆動するためにサーキット・オープニング・
リレー22に通電するのも制御内容の1つである。
第5図は第4図の燃料噴射制御系をブロック化して示し
たものである。コンピュータL 1はCPU3Iを中心
にアナログ入力用のインタフェース32とデジタル人力
用のインタフェース33を備え、インタフェース32で
取り込んだ信号はA/Dコンバータ34でデジタル化し
てCPU3 1に入力する。
CPU3 1はメモリ35を備え、定電圧電源36で動
作する。37は排気温センサlOの出力から排気温か異
常値に上昇したか否かを検出する回路、38は該異常値
に達したとき排気温ランプl8を点灯させる駆動回路、
39はインジエクタ3、リレー22、バルブ20、イグ
ナイタ17を制御する各信号の出力インタフェースであ
る。インジェクタ3の数は気箇数に対応し、6気筒では
#l〜#6の6本である。
KCSはノックセンサ51を用いて構戒される。
第6図はそのノッキング信号処理回路の一例を示してい
る。図中、52はノックセンサ51の出方からノンク固
有の周波数帯域(例えば7KHzの基本波またはその高
調波)を通過させるバンドパスフィルタ(BPF)、5
3はオン/オフ制御されるゲート同路、54はゲート回
路53の出力波数をカウントするパルスカウント回路ま
たは該出力の最大振幅を保持するピークホールド回路、
55は該回路54の出力をデジタル値に変換するA/D
コンバータ、56はA/Dコンバータ55の出力を取込
むCPUである。このA/Dコンバータ55とCPU5
 6は第5図のA/Dコンバータ34とCPU3 1を
兼用できる。
第7図は第6図の各部信号波形図である。ノックセンサ
51の出−力はノック信号の他に点火ノイズやインテー
クおよびエキゾーストの各バルブノイズ等を含む。この
種のノイズはBPF52を通遇してしまうため、ゲート
回路53で時間的に除去する必要がある。一般にノック
信号は七死点(TDC)付近で発生するため、TDCを
基準にゲート制御すればノック信号だけを抽出できる。
また点火時期を基準にゲート制御を行う方法もあり、こ
れらは特開昭54−141180号公報や特開昭53[
4201{号公報に紹介されている。この種のゲート制
御は時間またはクランク角を用いて行う。
ところで、ノックセンサ51の出力レヘルが一定値以下
であるとノッキングなしと判定するシステムでは、ノッ
クセンサ51自体が故障するとノッキングに関し正常と
誤判定する弱点がある。
第8図はこの点を改善する方式で、(a)はシステム構
戒図、(b)はフローチャートである。このシステムで
はBPF52の出力をフエイルアンブ57にも入力し、
その出力をA/Dコンバータ55でデジタル値に変換し
てCPU5 6で監視する。つまり、CPU56は(b
)の処理を例えば64ms毎に行い、先スステップ33
1でフエイルアンプ57の出力をA/D変換した値を読
込む。次いでステン7”S32で(C)のようなフエイ
ルレヘルマップをサーチし、そのときのエンジン回転数
に応じたフエイルレベルを読出す。そして、ステップS
33でフヱイルアンプ57の出力のA/D値とサーチさ
れたフェイルレベルを比較し、A/D値が大きければ正
常、小さければ異常(センサltJi線)と判断する。
センサ異常と判定されたときはノックが発生しているに
も拘わらずピークホールド同路54の出力は正常レベル
であるため、これによるフィードバック制御を継続する
とノ、ツキングが多発する。そこでこの制御を中断し、
ステップS34の異常モード処理を行う。この処理は例
えば点火タイξングを進角域内で最大限遅角側に固定し
てしまう内容である。
第9図はこの説明図である。前述したように点火進角を
増加させるとトルクは増加し、PI点で最大となる。し
かし、このP1点はノック領域内にあるので、フィード
バック制御ではこのP1点をP2点一P3点へと移し、
ノック領域外の最良トルクが実現できるようにする。こ
のフィードバック制御はノックセンサ51が正常な場合
には効果的であるが、ノックセンサ51が故障したらノ
ック領域を大きく外れる点P4に移した方がエンジン保
護の面から好ましい。第8図(b)のステップS34で
遅角量を最大にする点はこのP4である。
ところで、第6図の構或で故障するのはノックセンサ5
1に限らない。例えばゲート回路53の故障、またはC
PU56のポート障害も考えられる。また、CPU56
のポートからゲート回路53に至る制御線の障害も考え
られる。しかしながら、従来はこのゲート系の故障を検
出していないので、フェイルセイフとしては不完全であ
る。
本発明は、CPUによって自己のポートも含めたゲート
系の故障を検出できるようにするものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
第1図は本発明の原理図で、CPUの内部構或の一部を
示したものである。図中、6lはフリーランカウンタ、
62は割込みの予定時刻をセットするコンベアレジスタ
、63は両者の一致時に割込要求信号を出す一致同路、
64はポート出力設定用の出力(DO[IT)レジスタ
、65は出力レジスタ64の内容を割込要求信号発生時
に取込む出力ラッチ、66は出力ラッチ65の出力、従
って実際のポートの状態を取込むポート状態レジスタで
ある。
〔課題を解決するための手段〕
CPUがプログラムでコンベアレジスタ62にゲートO
Nの予定時刻をセットし、また出力レジスタ64に1を
セットすると、フリーランカウンタ61がレジスタ62
内の予定時刻になったとき、出力レジスタ64内の1が
出力ラッチ65に取込まれ、ゲート制御用のポートがH
(ハイ)になる。
次に、レジスタ62にゲー[)FFの予定時刻をセット
し、また出力レジスタ64に0をセットすると、フリー
ランカウンタ6lがレジスタ62内の予定時刻になった
とき出力レジスタ64内のOが出力ラッチ65に取込ま
れ、ゲート制御用のポートがL(ロー)になる。
ところがゲート同路側でポートをHに引トげる故障が生
していると、出力レジスタ64から0を出力ラッチ65
に移してもポートはLにならない。
また、ゲート回路側でポートをLに引込む故障が生して
いると、出力レジスタ64から1を出力ラッチ65に移
してもポートはHにならない。
ポート状態レジスタ66はこのようなポートの実際のレ
ベルを取込み、CPUが出力レジスタ64の内容とポー
トの状態を把握できるようにする。
この対応関係が正常であればゲート回路は正常に作動し
ているが、異常であればゲート回路は正しく作動しない
状態になっていると判断し、前述したノッキングのフィ
ードバック制御を中断して異常モード処理に移る。この
異常モード処理は例えば第8図(b)のステップ334
で良いので、その前段の■へ移行する。
〔実施例〕
第2図は本発明の一実施例を示す構成図で、51はノッ
クセンサ、52はBPF,53はゲート同路、54はピ
ークホールド回路、55はA/Dコンバータ、56は第
1図の構威を内蔵するCPUである。
ゲート同路53は、BPF52とピークホールド回路5
4の間の信号線を強制的に接地するnpn型トランジス
タQ,と、そのベースバイアス抵抗R1〜R3からなる
。抵抗R,〜R,は電源5■とアース間に直列に接続さ
れ、抵抗R.,Rffの接続点がトランジスタQ1のヘ
ースに、また抵抗R,,R.の接続点がCPU56のゲ
ート制御用ポートに接続されている。従って、該ポート
がHになるとトランジスタQ1はオンしてピークホール
ド回路54の入力を遮断し、逆に該ポートがLになると
トランジスタQ,はオフしてBPF52の出力がピーク
ホールド回路54に入力する。従って、本例ではトラン
ジスタQ,がオフしている期間が前述したゲートONの
期間になる。
第3図はCPUF+6による処理の説明図で、(a)は
TDCタイミングで起動される割込処理である。
この処理では先ずステップSllで180゜CA(CA
はクランク角)に相当する時間T180を12分の1に
してl5゜CA分の時間Dを求める。
次いで、このDに割込時刻つまりTDC時刻を加えた値
をゲートONの予定時刻としてCOMP (コンベアレ
ジスタ64に相当する)にセットする。次のステップS
l3では予定時刻でポートをONにするデータlを出力
レジスタにセットする。ステップSll,312による
セットは(C)の矢印のに示すように、TDCから15
゜CA後にゲートをONにすることを意味する。尚、こ
の場合のゲートは第2図とは逆論理でON/OFFする
やがてゲートONの予定時刻になると第1図の一致同路
63が割込要求信号を出し、出力ラッチ65に出力レジ
スタ64の1が書込まれ、同時に(b)のルーチンが起
動される。このときは出力レジスタ=1であるので、ス
テップS21からステップS22へ分岐する。そして、
ポートの状態を調べHであれば正常なので、ステップS
23,S24でゲートOFFの予定時刻をセットする。
本例ではゲー} O F FをTDC後90゜CAとし
ているので、ステップS23で90’CAに相当する時
間D=T 1 8 0/2を求める。そして、ステップ
324でTDC割込時刻にDを算して予定時刻を求め、
これをCOMPにセットする。これは(C)の矢印■に
相当する。次いでステップS25でゲートをO F F
にする0を出力レジスタにセットしておく。
やがてゲー1−OFFの予定時刻になると一致回路63
から再び割込要求信号が発生し、出力レジスタ64の0
が出力ラッチ65に取込まれ、同時に(b)のルーチン
が起動される。このときは出力レジスタが0であるので
ステップS21からステップS26に分岐する。ここで
ポートがLであれば正常なので、ステップS27で正常
モード処理(前述したフィードバック制′a)を行う。
これに対し、ステップS22でポートがLと判断された
とき、またはステップS26でポートがHと判定された
ときはいずれも異常なのでステップ328の故障モード
処理を行う。これば第8図(b)で■からステップS3
4へ移行することと等価である。
第2図の例では抵抗R1が■で示すようにショートシて
いると出力レジスタに0をセットしてもポートはHにし
かならず、また抵抗R,がオーブンになっていると出力
レジスタに1をセットしてもポートはLにしかならない
ため、いずれも故障と検知される。この他にポートつま
り出力ラッチ65や、ポートとゲート回路53との間の
信号線に故障が生しているときも、出力レジスタ64と
ポート状態レジスタ66が別の状態になるため、CPU
56はこれらを含めてゲート系の故障と判定できる。
〔発明の効果〕 以−ヒ述べたように本発明によれば、ノックセンサの出
力をゲート同路を通してCPUに取込むノック制御シス
テムにおいて、該ゲート同路系の故障を検出できるよう
にしたので、ノック発生の検知不能状態での不適正な点
火制御等を未然に回避できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図、 第2図は本発明の実施例を示す構或図、第3図は本発明
の処理を示す説明図、 第4図はエンジンシステムの構成図、 第5図は燃料噴射制御系のブロック図、第6図はノッキ
ング信号処理同路の構或図、第7図は第6図の各部信号
波形図、 第8図はノ・ンクセンサ故障検出方式の説明図、第9図
は点火進角とノック領域の説明図である。 ータ、56はCPU,61はフリーランカウンタ、62
はコンベアレジスタ、63は一致同路、64は出力レジ
スタ、65は出力ランチ、66はポート状態レジスタで
あるう 出 願 人 富士通テン株式会社 出 願 人  トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、エンジンのノッキングを検出するノックセンサ(5
    1)と、 該センサの出力をノッキング制御用のCPUに入力する
    ゲート回路(53)と、 該ゲート回路を制御するポート、該ポートの状態を変更
    する出力レジスタ、該ポートの状態を検出するポート状
    態レジスタを有する前記CPU(56)とを備え、 該CPUは該ポートの状態変更タイミング直後に該出力
    レジスタとポート状態レジスタの内容を比較し、一致し
    ていれば正常モードの処理を行い、不一致のときは故障
    モードの処理を行うことを特徴とするエンジンのノッキ
    ング制御方法。
JP23962689A 1989-09-14 1989-09-14 エンジンのノッキング制御方法 Pending JPH03105045A (ja)

Priority Applications (1)

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JP23962689A JPH03105045A (ja) 1989-09-14 1989-09-14 エンジンのノッキング制御方法

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JP23962689A JPH03105045A (ja) 1989-09-14 1989-09-14 エンジンのノッキング制御方法

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JPH03105045A true JPH03105045A (ja) 1991-05-01

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ID=17047521

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JP23962689A Pending JPH03105045A (ja) 1989-09-14 1989-09-14 エンジンのノッキング制御方法

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JP (1) JPH03105045A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015229992A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 日本特殊陶業株式会社 点火時期制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015229992A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 日本特殊陶業株式会社 点火時期制御装置

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