JPH06101562A - イオン電流によるノック検出方法 - Google Patents

イオン電流によるノック検出方法

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JPH06101562A
JPH06101562A JP24842392A JP24842392A JPH06101562A JP H06101562 A JPH06101562 A JP H06101562A JP 24842392 A JP24842392 A JP 24842392A JP 24842392 A JP24842392 A JP 24842392A JP H06101562 A JPH06101562 A JP H06101562A
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守人 浅野
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Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
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Daihatsu Motor 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
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F02P2017/125Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ノックの検出を確実にする。 【構成】燃焼の開始からシリンダ内に流れるイオン電流
を検出してノックの発生を検出するイオン電流によるノ
ック検出方法であって、イオン電流の変化状態を判定す
る判定区間を設定し、点火時期を基準点として前記判定
区間をエンジンの運転状態に応じて設定する遅延時間だ
け前記判定区間を遅延し、遅延した判定区間内において
イオン電流からノックを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関で発生するノ
ックを検出するためのイオン電流によるノック検出方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関に発生するノックを検出
する方法としては、振動型ノックセンサを使用して検出
するものが一般的で、前記ノックセンサからの信号を所
定の区間において判定することによりノックを検出して
いる。所定の区間としてのノックウィンドウは、バルブ
ダウンノイズ等のメカニカルノイズを避け、かつノック
の検出できるように設定されている。このようなノック
ウィンドウは、通常、ATDCの10°CA〜60°C
A(クランク角)に設定されている。
【0003】また、イオン電流を利用してノックを検出
する方法としては、例えば特開昭58−7536号公報
に記載の方法のように、検出したイオン電流に対応する
イオン信号の振幅及び幅よりノックを検出(判定)する
ものが知られている。このものにあっても、スパークノ
イズがイオン信号に重畳するのを防止するため、イオン
信号の検出を点火から所定時間遅延してから行ってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
公報を含む従来例では、例えばノックウィンドウより
前、つまりノックウィンドウとTDCとの間や、遅延時
間の間にノックが発生すると、発生したノックがノック
ウィンドウ内に入らないため、検出できなくなることが
あった。
【0005】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係るイオン電流によるノック検
出方法は、燃焼の開始からシリンダ内に流れるイオン電
流を検出してノックの発生を検出するイオン電流による
ノック検出方法であって、イオン電流の変化状態を判定
する判定区間を設定し、点火時期を基準点として前記判
定区間をエンジンの運転状態に応じて設定する遅延時間
だけ前記判定区間を遅延し、遅延した判定区間内におい
てイオン電流からノックを検出することを特徴とする。
【0007】
【作用】このような構成のものであれば、エンジンの運
転状態、つまり負荷やエンジン回転数等により変更され
る点火時期から、同様にエンジンの運転状態に応じて可
変長で設定する遅延時間だけイオン電流の判定区間を遅
延するので、点火時期に応じて判定区間が設定されるこ
とになる。つまり、ノックを検出するための判定区間
は、点火時期の如何にかかわらず固定されているのでは
なく、エンジンの運転状況に応じて点火時期を基準点と
して設定される。したがって、点火からどの時点でノッ
クが発生しても、常に最適な状態でイオン電流からノッ
クを検出することができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。
【0009】図1に概略的に示したエンジン100は自
動車用の4気筒のもので、その吸気系1には図示しない
アクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ2
が配設され、その下流側にはサージタンク3が設けられ
ている。サージタンク3に連通する一方の端部近傍に
は、さらに燃料噴射弁5が設けてあり、この燃料噴射弁
5を、電子制御装置6により各気筒毎に独立して噴射す
べく制御するようにしている。また排気系20には、排
気ガス中の酸素濃度を測定するための空燃比センサ21
が、図示しないマフラに至るまでの管路に配設された三
元触媒22の上流の位置に取り付けられている。この空
燃比センサ21は、通常のOセンサとほぼ同様の構成
を有しており、大気側電極と排気側電極との間に一定電
圧を印加することによって、フィードバック制御時の理
論空燃比の場合からリーンバーン領域における空燃比の
場合に亘って、排気ガス中の酸素濃度に応じた電流を略
直線的な特性にて出力するものである。
【0010】電子制御装置6は、中央演算処理装置7
と、記憶装置8と、入力インターフェース9と、出力イ
ンターフェース11とを具備してなるマイクロコンピュ
ータシステムを主体に構成されており、その入力インタ
ーフェース9には、サージタンク3内の圧力を検出する
ための吸気圧センサ13からの吸気圧信号a、エンジン
回転数NEを検出するための回転数センサ14からの回
転数信号b、車速を検出するための車速センサ15から
の車速信号c、スロットルバルブ2の開閉状態を検出す
るためのアイドルスイッチ16からのLL信号d、エン
ジンの冷却水温を検出するための水温センサ17からの
水温信号e、上記した空燃比センサ21からの電流信号
hなどが入力される。一方、出力インターフェース11
からは、燃料噴射弁5に対して燃料噴射信号fが、また
スパークプラグ18に対してイグニッションパルスgが
出力されるようになっている。またスパークプラグ18
には、高圧ダイオード23を介してイオン電流を測定す
るためのバイアス用電源24が接続されている。このバ
イアス電源24を含むイオン電流測定のための回路及び
その測定方法それ自体は、当該分野で知られている種々
の方法が使用できる。イオン電流測定用回路25として
は、例えば、図2に示すように、イオン電流を増幅する
イオン回路25aと、イオン回路25aから出力される
信号からノック電流Inを抽出するバンドパスフィルタ
25bと、抽出されたノック電流Inの絶対値を作成す
るABS回路25cと、ABS回路25cから出力され
る絶対値信号の最大値を保持するピークホールド回路2
5dとからなるものがある。
【0011】電子制御装置6には、吸気圧センサ13か
ら出力される吸気圧信号aと回転数センサ14から出力
される回転数信号bとをおもな情報とし、エンジン状態
に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間を補正し
て燃料噴射弁開成時間すなわちインジェクタ最終通電時
間Tを決定し、その決定された通電時間により燃料噴射
弁5を制御して、エンジン負荷に応じた燃料を該燃料噴
射弁5から吸気系1に噴射させるためのプログラムが内
蔵してある。また、燃焼の開始からシリンダ内に流れる
イオン電流を検出してノックの発生を検出するために、
イオン電流の変化状態を判定する判定区間を設定し、点
火時期を基準点として前記判定区間をエンジンの運転状
態に応じて設定する遅延時間だけ前記判定区間を遅延
し、遅延した判定区間内においてイオン電流からノック
を検出するためのプログラムが同様に内蔵されている。
【0012】このノック検出プログラムの概要は図3に
示すようなものである。ノックを検出するにあたって検
出するイオン電流は、点火直後にバイパス電源24から
スパークプラグ18にバイアス電圧を印加することによ
り生成され、図4に示すように、上死点TDC手前で減
少した後再び増加し、燃焼圧が最大となるクランク角近
傍でその値が最大となる特性を有している。そして、こ
のような低周波的な周波数特性のイオン電流に対して、
ノックが発生した場合は、ノックによる高周波特性を有
するノック電流Inがイオン電流に重畳する。したがっ
て、イオン電流に重畳したノック電流Inをバンドパス
フィルタ25bにより抽出し、その絶対値の最大値を検
出してノックの発生を検出する。このノックの検出は、
ノックウィンドウKWと称する所定の期間のみ行われる
もので、後述するように、このノックウィンドウKWは
エンジンの運転状態に応じてその開始時点が点火時期を
基準として変更されるようにプログラムされている。な
お、点火時期を基準とするとは、基本的には点火時期を
始点として、そこからの経過時間に基づくことを意味し
ており、したがって、具体的には、点火時期から計時す
ることや点火終了時点からの経過時間を計時することが
考えられる。このノック検出プログラムでは、ノックウ
ィンドウKWの開始時点を変更するためのデータとし
て、図5に示すような、回転数をパラメータとして負荷
の変化に対応して変化するノックウィンドウKWの開始
時間(クランク角換算)との相関データを、テーブルに
して有している。
【0013】この実施例では、点火終了時点を検出し
て、点火終了からのノックウィンドウKWを開始する時
間を決めている。点火終了の検出は、図6に示す検出回
路SDCにより、点火コイル30からの信号を利用して
行っている。この検出回路SDCは、点火コイル30の
一次側コイル30aからの電圧Vpを、トランジスタT
rをオンオフさせることによりコンパレータ31の一方
の入力端子31aに印加し、コンパレータ31の他方の
入力端子31bには基準電圧Vrefを印加しておき、
コンパレータ31の出力が反転したことを中央演算処理
装置7で判断して点火終了時点を検出するものである。
すなわち、図7において、期間aではトランジスタTr
がオンしており、コンパレータ31の一方の入力端子3
1aには電圧が印加されない。この後点火時期に一致し
てトランジスタTrがオフされると、アーク放電(期間
b)の開始により例えば50V程度の電圧が前記一方の
入力端子31aに印加される。そして、アーク放電が終
了する(期間bと期間cとの境界)と、期間cでは前記
一方の入力端子31aに印加される電圧は例えば約12
Vに低下する。この期間b,cの間、トランジスタTr
はオフした状態にある。このような変化を示すコンパレ
ータ31の入力電圧に対し、前記他方の入力端子31b
に印加される基準電圧Vrefは、期間bにおける電圧
Vbと期間cにおける電圧Vcとの中間の大きさに設定
してある。したがって、コンパレータ31の出力は、前
記一次側コイル30aからの電圧Vpが期間bから期間
cに切り替わる際に、反転するものである、これは、点
火コイル30の二次側コイル30bに発生する電圧Vs
が消滅し点火が終了する時点と一致する。
【0014】以上において、ステップ51では、エンジ
ン回転数及び負荷の大きさが検出され、得られたエンジ
ン回転数及び負荷の大きさにより、ウィンドウ開始時間
TKNKOPNを決定する。つまり、このステップで
は、上記したテーブルからその時点における運転状態に
応じた点火終了からノックウィンドウKWを開くまでの
所要時間を決定するものである。つぎにステップ52で
は、点火後、決定したウィンドウ開始時間TKNKOP
Nの後にノックウィンドウKWを開く。すなわち、図に
示すように、ノックウィンドウKWは、点火終了からウ
ィンドウ開始時間TKNKOPNの間閉じており、この
間はイオン電流がバンドパスフィルタ25bに入力され
ない状態にある。そして、点火終了からウィンドウ開始
時間TKNKOPNが経過すると、ノックウィンドウK
Wを開くので、ノック電流Inが重畳したイオン電流が
バンドパスフィルタ25bに入力され、ノック電流In
がバンドパスフィルタ25bから出力され、ABS回路
25c及びピークホールド回路25dを経て中央演算処
理装置7に入力される。ステップ53では、ノックウィ
ンドウKWが開いた後、設定された閉鎖時間KTLNK
CLが経過するとノックウィンドウKWを閉じる。閉鎖
時間KTLNKCLは、クランク角に換算して、例えば
50°CA程度あればよい。これによってバンドパスフ
ィルタ25bに入力されるイオン電流はなくなり、ピー
クホールド回路25dはノックウィンドウKWが開いて
いた期間のノック電流Inの最大値を出力する。そし
て、このノック電流Inの最大値によりノックが検出さ
れる。なお、ピークホールド回路25dは、例えばイグ
ニッションパルスgの立ち上がりにタイミングでリセッ
トされるものである。
【0015】このような構成において、ノックウィンド
ウKWは、ステップ51にて決定されたウィンドウ開始
時間TKNKOPNにより、エンジンの運転状態にあわ
せて変更されるので、ノックが点火後どの時点で発生し
ようとも確実に検出できるものとなる。つまり、点火時
期が進角していても、あるいは逆に遅角していても、点
火終了後、その時のエンジンの運転状態に応じた所定時
間の後にノックウィンドウKWを開くので、常に最適の
タイミングで検出でき、ノックの検出洩れとなることが
防止できる。
【0016】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではなく、イグニッションパルスgの出力時
点を基準として、その後ノックウィンドウKWを開くま
での経過時間をエンジンの運転状態に応じて変更してノ
ックを検出するものであってもよい。
【0017】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
【0018】
【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、ノッ
クを検出する判定区間の開始時間をエンジンの運転状態
に応じて変更するので、点火時期が変化しようとも確実
に発生したノックを検出することができ、その検出結果
に基づいてより適切な点火時期制御を行うことができる
ようにするものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。
【図2】同実施例のイオン電流測定用回路のブロック
図。
【図3】同実施例の制御手順を示すフローチャート図。
【図4】同実施例の作用説明図。
【図5】同実施例のノックウィンドウ開始時間を決定す
るためのテーブルのデータを示すデータ説明図。
【図6】同実施例の検出回路の概略回路図。
【図7】同実施例の検出回路の作用説明図。
【符号の説明】
6…電子制御装置 7…中央演算処理装置 8…記憶装置 9…入力インターフェース 11…出力インターフェース 14…カムポジションセンサ 24…バイアス用電源 25…イオン電流測定用回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃焼の開始からシリンダ内に流れるイオン
    電流を検出してノックの発生を検出するイオン電流によ
    るノック検出方法であって、 イオン電流の変化状態を判定する判定区間を設定し、 点火時期を基準点として前記判定区間をエンジンの運転
    状態に応じて設定する遅延時間だけ前記判定区間を遅延
    し、 遅延した判定区間内においてイオン電流からノックを検
    出することを特徴とするイオン電流によるノック検出方
    法。
JP04248423A 1992-09-18 1992-09-18 イオン電流によるノック検出方法 Expired - Lifetime JP3136203B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6000276A (en) * 1997-05-20 1999-12-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Knock detection device for an internal combustion engine avoiding erroneous knock detection
JP2002364448A (ja) * 2001-05-31 2002-12-18 Fujitsu Ten Ltd 内燃機関のノッキング制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6000276A (en) * 1997-05-20 1999-12-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Knock detection device for an internal combustion engine avoiding erroneous knock detection
JP2002364448A (ja) * 2001-05-31 2002-12-18 Fujitsu Ten Ltd 内燃機関のノッキング制御装置

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