JPH0672587B2 - ノツキング制御装置 - Google Patents

ノツキング制御装置

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JPH0672587B2
JPH0672587B2 JP59229401A JP22940184A JPH0672587B2 JP H0672587 B2 JPH0672587 B2 JP H0672587B2 JP 59229401 A JP59229401 A JP 59229401A JP 22940184 A JP22940184 A JP 22940184A JP H0672587 B2 JPH0672587 B2 JP H0672587B2
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noise
knocking
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pulse
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一郎 槇
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Matsushita Electric Industrial 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
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/152Digital data processing dependent on pinking
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

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を検出し、ノッキング
を回避するノッキング制御装置に関するものである。
従来の技術 自動車等のエンジンがノッキングを起すと、ノッキング
特有の振動が発生する。このエンジンの振動をノッキン
グセンサで検出し、ノッキングセンサの出力信号を観測
することによりエンジンのノッキングを検知できる。
ノッキングは、一定のクランク角範囲(以下ノックゲー
トと称する)で発生し、このノックゲートで得たノック
センサ信号レベル(Vk)と、ノッキングが発生しにくい
一定のクランク角範囲(以下ノイズゲートと称する)で
得た信号を基にして得たノック判定レベル(Vth)とを
比較し、 Vk>Vth ……(1) であれば、ノッキングであると判定できる。ここで、ノ
イズゲート区間のクランク角度範囲は、通常90CA〜150C
Aに設定されており、この区間においては、点火ノイズ
やバルブ打音ノイズ等により突発的にノイズレベルが変
化することない。しかしながら、エンジンの回転数、温
度等の変化によって、クランク角全体にわたってノイズ
レベルは変化する。したがって、より正確なノッキング
の検出をするためには、ノイズゲート区間のノイズレベ
ルに基づいてノック判定レベルを決定する必要がある。
第5図は従来のノッキング制御装置の概略を示してい
る。第5図において、1はエンジンブロック等に取付け
られたノッキングセンサであり、このノッキングセンサ
1はエンジンの振動を電気信号に変換する。第6図
(b)の実線B1はノッキングセンサ1の出力信号を示し
ている。2は帯域フィルタであり、この帯域フィルタ2
はノッキングセンサ1の出力信号中より、雑音成分を除
去し、ノッキングの特徴周波数近傍の周波数成分を抽出
する。3は帯域フィルタ2の出力を整流する整流器,4は
整流器3の出力を積分する積分器であり、帯域フィルタ
2の出力は上記整流器3,積分器4を介して整流・積分さ
れて平均化される。第6図(b)の破線B2は積分器4よ
り出力される平均化出力を示している。5はアナログス
イッチ5A,5Bからなるアナログスイッチ回路であり、ア
ナログスイッチ5A,5Bはマイクロコンピュータ8より出
力されるノックゲート信号,ノイズゲート信号によって
オン,オフ制御される。6は比較器,7はディジタル・ア
ナログ(D/A)変換器であり、D/A変換器7はマイクロコ
ンピュータ8より出力されるディジタル信号をアナログ
信号に変換して比較器6の一方の入力端子に印加する。
上記比較器6の他方の入力端子にはアナログスイッチ5A
を介して帯域フィルタ2の出力,又はアナログスイッチ
5Bを介して積分器4の出力が印加され、D/A変換器7の
出力と比較される。比較器6の出力はマイクロコンピュ
ータ8に入力され、比較器6の出力に基づいてノッキン
グの有無,ノッキングの程度の判定,ノッキング判定レ
ベルの演算が行なわれる。なお、マイクロコンピュータ
8は、中央処理装置(CPU),ランダムアクセスメモリ
(RAM),リードオンリーメモリ(ROM),入出力ポート
等から構成されている。9はディストリビュータ内に設
けられたピックアップコイルであり、このピックアップ
コイル9からはエンジンの各気筒の特定のクランク角に
対応した信号が出力される。10はピックアップコイル9
の出力を波形整形して第6図(a)に示すパルス状の点
火タイミング信号を出力する波形整形回路である。な
お、第6図(a)における矢印は点火タイミングを示
す。
波形整形回路10の出力はマイクロコンピュータ8内の周
期演算手段11に入力され、点火から次の点火までの周期
が算出される。12は周期演算手段11で求められた周期を
基にして単位クランク角度(例えば1℃A)当りの時間
を算出する単位クランク角度時間演算手段である。な
お、上記周期演算手段11は、クロックパルス発生器とカ
ウンタとから構成され、点火から次の点火までの間にク
ロックパルス発生器から出力されるクロックパルス数を
カウンタで計数することにより周期を求めるものであ
る。13,14はそれぞれノックゲート信号発生手段,ノイ
ズゲート信号発生手段であり、ノックゲート信号発生手
段13からは、点火タイミングより予め設定された開始ク
ランク角度(例えば10℃A)に相当する時間経過後に立
上り、点火タイミングより予め設定された終了クランク
角度(例えば70℃A)に相当する時間経過後に立下るノ
ックゲート信号(第6図(c))を発生する。このノッ
クゲート信号はアナログスイッチ5Aの制御端子に印加さ
れる。一方、ノイズゲート信号発生手段14からは、点火
タイミングより予め設定された開始クランク角度(例え
ば90℃A)に相当する時間経過後に立上り、点火タイミ
ングより予め設定された終了クランク角度(例えば150
℃A)に相当する時間経過後に立下るノイズゲート信号
(第6図(d))を発生する。このノイズゲート信号は
アナログスイッチ5Bの制御端子に印加される。15はノッ
キング判定レベル算出手段であり、このノッキング判定
レベル算出手段15では、ノイズゲート信号(第6図
(d))の“H"の期間において、積分器4の出力を、例
えば遂次比較法によりA/D変換し、このA/D変換された値
Vadを、例えば次式によりなまし計算することによって
平均化して平均レベルVmを求める。A/D変換はノイズゲ
ート期間内においてできる限り行なわれる。
Vmi=Vm(i-1)+(Vad−Vm(i-1)/W… ここで、Vmiは今回の演算結果,Vm(i-1)は前回の演算結
果,Wはなまし係数である。さらに、ノッキング判定レベ
ル算出手段15では、演算結果Vmiを用いて、次式により
ノッキング判定レベルVthを算出する。
Vth=Vmi×K+OS ここで、K,OSはそれぞれ定数である。
16はノッキング判定手段であり、このノッキング判定手
段16は、ノックゲート信号(第6図(c))の“H"の期
間における比較器6の比較結果、すなわち、ノッキング
判定レベル算出手段15より出力されるノッキング判定レ
ベル信号をD/A変換器7でD/A変換したノッキング判定レ
ベル(Vth)と帯域フィルタ2の出力とを比較した比較
結果に基づき、ノッキングの有無,ノッキングの程度が
判定される。17はノッキング判定手段16の判定結果、す
なわち、ノッキングの有無,ノッキングの程度に応じた
クランク角度だけ点火タイミング信号(第6図(a))
を遅角する遅角制御手段である。この遅角制御手段17の
出力は増幅器18で増幅され、イグナイタ19に印加され
る。
発明が解決しようとする問題点 上記従来例においては、ノイズゲート区間の平均レベル
を求めるために、整流器及びアナログスイッチを必要と
し、さらに遂次比較法のA/D変換を行なっていた。その
ため、部品点数が多くなる問題点があった。
本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、回路
構成を簡略化して部品点数を少なくし、かつ正確にノイ
ズレベルを測定できるノッキング制御装置を提供するも
のである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明はノイズゲート区
間におけるノイズパルス幅を算出するノイズパルス幅算
出手段と、算出されたノイズパルス幅に基づいてノイズ
レベルを算出するノイズレベル算出手段を設けるもので
ある。
作 用 本発明は上記構成により、ノイズゲート区間におけるノ
イズパルス幅に応じて、ノイズレベルを算出し、このノ
イズレベルに基づいてノッキング判定レベルを求めたノ
ッキング判定を行ない、この判定結果に応じて点火タイ
ミング信号の遅角量を制御するものである。
実施例 以下に本発明の一実施例の構成について、図面とともに
説明する。
第1図において、21はエンジン振動を電気信号に変換す
るノッキングセンサ,22は帯域フィルタであり、この帯
域フィルタ22はノッキングセンサ21の出力信号より雑音
成分を除去し、ノッキングの特徴周波数を抽出する。23
は比較器であり、ノッキングセンサ21の出力信号とD/A
変換器24の出力とを比較する。25は、点火時期を検出す
るピックアップコイル,26は波形整形回路であり、ピッ
クアップコイル25の出力は波形整形回路26により波形整
形され、点火時期信号(第2図(a))として、マイク
ロコンピュータ27に入力される。マイクロコンピュータ
27において、周期演算手段34は波形整形回路26の出力信
号から点火から次の点火までの周期を算出する。35は単
位クランク角度時間演算手段であり、この単位クランク
角度時間演算手段35は周期演算手段34の周期演算結果を
もとに単位クランク角度時間(例えば1℃A)を演算す
る。36は遅角制御手段であり、28はノッキング判定手段
の出力をもとに、点火時期出力をノッキングが発生して
いるとき遅角し、発生しないときは進角する。28はノッ
キング判定手段であり、このノッキング判定手段28はノ
ックゲート区間(第2図(c))での比較器23の出力に
よりノッキングを判定する。すなわち、ノッキング判定
レベル算出手段29の出力をD/A変換したD/A変換器24の出
力より帯域フィルタ22の出力が大きいとき、比較器23の
出力にパルスが出る(第2図(e))。この出力パルス
数によりノッキング判定手段28はノッキングの有無を判
定する。ノッキング判定レベル算出手段29は、たとえば
次式によりノッキング判定レベルSLKを算出する。(SLK
は第2図(b)のb2) SLK=SLN×K+OS ここで、K,Sは定数であり、SLNはノイズレベルである。
30はノイズパルス幅算出手段であり、このノイズパルス
幅算出手段30は、ノイズゲート区間(第2図(d))に
おいて、D/A変換器24の出力であるノイズレベルと、帯
域フィルタ22の出力とを比較し、帯域フィルタ22の出力
の方がノイズレベルより大きいとき出力パルスを生じる
比較器23の出力(第2図e2)のパルス幅を算出するもの
である。ノイズレベル算出手段31はノイズパルス幅算出
手段30によるパルス幅に応じて、ノイズレベルを算出
し、D/A変換器24へ出力する。第3図にノイズゲート区
間(a)の帯域フィルタ出力b1,ノイズレベルb2及びノ
イズパルス(c)を示す。第3図において、ノイズレベ
ル算出手段31はノイズゲートの区間に入るとある一定の
初期値をD/A変換器24へ出力し、ノイズレベルの初期値
を設定する。その後、ノイズパルスが比較器23から出力
されると、そのノイズパルスの立上りによりマイクロコ
ンピュータは割込みがかけられ、ノイズパルスの幅(第
3図(c),τ12)を測定するフローへ入る。
パルス幅を測定する方法として、例えばマイクロコンピ
ュータ27(MN1500等)に内蔵されている8ビットカウン
タをパルス幅測定モードにして、マイクロコンピュータ
27のクロックでパルス幅を測定しても良いし、又は、一
定時間ごとに比較器23の出力を読んで入力が“H"の状態
が何回続くかをカウントしても良い。ノイズレベル算出
手段31は、ノイズパルス幅算出手段30の値によって、次
に出力するノイズレベルを算出してD/A変換器24へ出力
する。この様にノイズパルスが出るごとにノイズレベル
を次式で算出して出力する。
SLNi=SLN(i-1)+n×H ここで、SLNiは次に出力するノイズレベル,nはノイズパ
ルス幅をカウントした計数値,Hは定数である。第4図に
ノイズゲート区間にノイズパルスが出力されてマイクロ
コンピュータが割込みルーチンに入り、一定時間ごとに
ノイズパルスの有無を入出力(I/O)ポートから読むこ
とによりノイズパルス幅をカウントし、そのカウンタ値
によりノイズレベルを算出するフローの一例を示す。
この様にノイズパルスの幅により、ノイズレベルを算出
していくため、ノイズレベルの値がノッキングセンサ出
力にすばやく追従していく。すなわち、ノッキングセン
サの出力は一般に6〜8KHzであるから、パルス幅がわか
ればその波高値のレベルが推測できるため、ノイズレベ
ルはノッキングセンサ出力のピーク値に追従できる。
第2図(b)のb2はノックゲート区間のノッキング判定
レベルSLKを示しており、ノッキング判定レベルSLKの算
出式の一例を次式に示す。
SLK=SLN×K+OS K:定数 OS:定数 ノッキング判定レベルSLKは、前点火のノイズレベルSLN
から計算して出した値である。
なお、第1図において、32はノックゲート信号発生手
段,33はノイズゲート信号発生手段,34は周期演算手段,3
5は単位クランク角度時間演算手段,36は遅角制御手段,3
7は増幅器,38はイグナイタである。
このように本実施例では、ノイズゲート区間内でノイズ
パルスの幅を計測して、ノイズレベルを算出するだけで
あるから、構成が簡単になる。
発明の効果 本発明は上記の様な構成であり、以下に示す効果が得ら
れるものである。
(1) 整流器,積分器,アナログスイッチなどを使用
せずに簡単な構成で、ノッキングセンサのノイズレベル
を算出でき、コストダウンが図られる。
(2) ノイズゲート内のノイズパルスの幅により、ま
たノイズパルスの発生ごとに算出しているため、信号の
変化に対して追従性がよい。
(3) 1点火ごとにノイズレベルに初期値を与えてノ
イズレベルを算出するので、エンジン等の変化による信
号の変化に対して良く追従する。
(4) ノイズレベル算出のためのソフトも簡単であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるノッキング制御装置
のブロック図、第2図は同装置のタイミングチャート,
第3図は同装置のノイズゲート区間のタイミングチャー
ト,第4図は同装置におけるノイズパルス幅及びノイズ
レベルを算出するフローチャート,第5図は従来のノッ
キング制御装置のブロック図,第6図は同装置のタイミ
ングチャートである。 21……ノッキングセンサ、22……帯域フィルタ、23……
比較器、24……D/A変換器、25……ピックアップコイ
ル、26……波形整形回路、27……マイクロコンピュー
タ、28……ノッキング判定手段、29……ノッキング判定
レベル算出手段、30……ノイズパルス幅算出手段、31…
…ノイズレベル算出手段、32……ノックゲート信号発生
手段、33……ノイズゲート信号発生手段、34……周期演
算手段、35……単位クランク角度時間演算手段、36……
遅角制御手段、37……増幅器、38……イグナイタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの振動を検出するノッキングセン
    サと、このノッキングセンサの出力とノッキング判定レ
    ベル又はノイズレベルとを比較してノッキングパルス又
    はノイズパルスを発生する比較器と、ノイズゲート区間
    において上記比較器より出力されるノイズパルスのパル
    ス幅を算出するノイズパルス幅算出手段と、ノイズパル
    スが発生するごとに上記ノイズパルスのパルス幅に基づ
    いてノイズレベルを算出するノイズレベル算出手段と、
    上記ノイズレベルに基づいて上記ノッキング判定レベル
    を算出するノッキング判定レベル算出手段と、ノックゲ
    ート区間において上記比較器より出力されるノッキング
    パルス数に基づいてノッキングを判定するノッキング判
    定手段と、このノッキング判定手段の判定結果に応じて
    点火タイミング信号の遅角量を制御する遅角制御手段と
    を具備してなるノッキング制御装置。
JP59229401A 1984-10-31 1984-10-31 ノツキング制御装置 Expired - Lifetime JPH0672587B2 (ja)

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JPH01285665A (ja) * 1988-05-10 1989-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd ノック制御装置

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