JPH086672B2 - ノック制御装置 - Google Patents

ノック制御装置

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JPH086672B2
JPH086672B2 JP2237511A JP23751190A JPH086672B2 JP H086672 B2 JPH086672 B2 JP H086672B2 JP 2237511 A JP2237511 A JP 2237511A JP 23751190 A JP23751190 A JP 23751190A JP H086672 B2 JPH086672 B2 JP H086672B2
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稔 豊田
謙二 松本
雅仁 小川
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車等における内燃機関の点火時期を制
御するノック制御装置に関する。
従来の技術 第7図は従来のノック制御装置の概略を示している。
第7図において、1はエンジン振動を検出するノックセ
ンサであり、このノックセンサ1はエンジンの振動を検
出し電気信号に変換して出力する。2はノックセンサ1
から出力される電気信号の必要な周波数成分のみを取り
出す帯域濾波器、3は所定の直流電圧を発生するバイア
ス電圧発生器であり、上記帯域濾波器2の出力とバイア
ス発生器3との出力が加算器4で加算される。5はCPU,
ROM,RAM等から構成されるマイクロコンピュータ、6は
マイクロコンピュータ5から出力される各種ディジタル
データをアナログ信号に変換するD/A変換器、7は加算
器4の出力レベルとD/A変換器6の出力レベルとを比較
する比較器であり、この比較器7の出力がマイクロコン
ピュータ5に割込信号として入力される。8はディスト
リビュータ、9は波形整形回路であり、ディストリビュ
ータ8から出力される点火に同期した信号が波形整形回
路9で波形整形されマイクロコンピュータ5に入力され
る。10はイグナイタであり、マイクロコンピュータ5で
のノック判定結果に応じて出力される点火時期制御信号
がイグナイタ10に印加され、点火時期が制御される。11
はノックの有無判定及びノイズレベルの判定を行う判定
手段、12はノック判定、ノイズレベル判定に必要な各種
の基準信号(ディジタルデータ)、例えばノック発生有
無を判定するためのノック判定用のデータ、ノックセン
サ出力のバックグランドレベルを判定するためのノイズ
基準信号データを発生する基準信号発生手段、13は波形
整形回路9からの点火に同期した信号に基づき、ノイズ
ゲート信号、ノックゲート信号を発生するゲート信号発
生手段、14は判定手段11による判定結果に応じた点火時
期制御信号を出力する点火時期制御手段である。
次に上記従来例の動作について、第8図を用いて説明
する。第8図(a)において、Aは帯域濾波器2を通過
した後のノックセンサ1の出力波形、Bはバイアス電圧
発生器3の直流出力であり、帯域濾波器2の出力Aとバ
イアス電圧発生器3の出力Bとが加算器4で加算され第
8図(a)に示す加算信号波形となる。第8図(b)は
ディストリビュータ8の出力を波形整形した信号波形で
あり、この信号に基いてゲート信号発生手段13より第8
図(c)に示すノックゲート信号(G1)及びノイズゲー
ト信号(G2)が出力される。上記ノックゲート信号
(G1)はノッキングが生じ易い所定のクランクアングル
区間で発生し、またノイズゲート信号(G2)はノッキン
グの生じない所定のクランクアングル区間に発生する。
上記ノイズゲート信号(G2)が発生している期間には、
基準信号発生手段12よりノイズレベルを判定するための
ノイズ基準信号データ(ディジタルデータ)が出力され
る。なお、このノイズ基準信号データには、上記バイア
ス発生器3から出力されるバイアス電圧Bに対応する固
定の設定値B′が含まれる。このノイズ基準信号データ
がD/A変換器6でアナログ値に変換されノイズ基準信号
として比較器7の一方の入力端子に印加される。第8図
(a)のNn,Nn+1はD/A変換されたノイズ基準信号を示し
ている。ノイズゲート信号(G2)が発生している各期間
において、比較器7はバイアス電圧値(B)が加算され
たノックセンサ出力(第8図a)と上記ノイズ基準信号
Nn,Nn+1・・・とをそれぞれ比較する。比較器7からは
ノックセンサ出力がノイズ基準信号Nn,Nn+1・・・・を
越える毎にノイズパルス(第8図e)を出力する。判定
手段11はノイズゲート期間に比較器7から出力されるノ
イズパルス数を計数し、計数結果を基準信号発生手段12
に出力する。基準信号発生手段12は判定手段11による計
数されたノイズパルス数に応じて次回のノイズゲート期
間に出力するノイズ基準信号のレベルNn+1を、今回のノ
イズ基準信号のレベルNnに対して例えば以下のように変
更する。
ノイズパルス数が1以上の時、 Nn+1=Nn(1+1/8) ノイズパルス数が0の時、 Nn+1=Nn(1−1/8) 以上の処理により、ノックセンサ出力のバックグランド
レベルに追従して変化するノイズ基準信号Nn,Nn+1・・
・・が得られる。
一方、ノックゲート信号G1(第8図c)が発生してい
る期間には、基準信号発生手段12よりノック判定用のデ
ータ(ディジタルデータ)が出力される。このノック判
定用のデータには、上記バイアス発生器3から出力され
るバイアス電圧Bに対応する固定の設定値B′が含まれ
る。このノック判定用のデータはA/D変換器6でアナロ
グ値に変換されノック判定信号Kn,nn+1,・・・として比
較器7の一方の入力端子に印加される。上記ノック判定
信号Knは直前のノイズゲート期間に算出されたノイズ基
準信号のレベルNn-1に所定値を乗算した値である。各ノ
ックゲート期間において、比較器7はノックセンサの出
力レベルと上記ノック判定信号Kn,Kn+1・・・・とをそ
れぞれ比較し、ノックセンサの出力レベルがノック判定
信号Kn,Kn+1・・・・を越す毎にノックパルス(第8図
f)を発生する。判定手段11はノックパルスが入力され
ると、ノック有りと判定し、ノック判定結果を点火時期
制御手段14に転送し、点火時期制御を行う。
発明が解決しようとする課題 上記従来の装置における比較器7は零レベル付近での
比較精度が悪く、このためにバイアス電圧発生器3から
の直流電圧Bをノックセンサ出力に加算して比較器7の
入力端子に入力することにより、ノックセンサ出力の零
レベル付近での比較を回避している。このように比較器
7の比較精度を向上するためにノックセンサ1の出力を
バイアス電圧分高くしているため、上記バイアス電圧発
生器3より出力されるバイアス電圧Bに対応する設定値
B′を予め設定しておき、この設定値B′を含むノイズ
基準信号Nn,Nn+1・・・・、及びノック判定信号Kn,Kn+1
・・・・を出力している。上記バイアス電圧発生器3よ
り出力されるバイアス電圧Bと上記設定値B′とは一致
している必要があるが、バイアス電圧発生器3、加算器
4、比較器7等の特性のバラツキにより、バイアス電圧
Bと設定値B′とが一致しないことがある。バイアス電
圧Bと設定値B′とが一致しない場合には、ノックが発
生していてもノック無しと判定したり、ノックが発生し
ていないのにノック有りと誤判定する問題があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決するものであり、
ノックの誤判定を防止できる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。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、エンジン振動を
検出するノックセンサと、このノックセンサ出力に所定
のバイアス電圧を加算する加算手段と、所定のバイアス
設定値を含む基準信号を発生する基準信号発生手段と、
上記加算手段の出力と上記基準信号発生手段の出力とを
比較する比較手段と、この比較手段による比較結果に基
づきノックの有無を判定する判定手段と、上記加算手段
に入力される上記バイアス電圧を測定するための測定用
信号を発生する測定用信号発生手段とを具備することを
特徴とするものである。
作用 本発明は上記の構成であり、ノックセンサ出力に加算
するバイアス電圧を、測定用信号発生手段と比較手段と
判定手段とで構成されるバイアス電圧測定手段で測定
し、この測定されたバイアス設定電圧値を含む基準信号
を基準信号発生手段から出力するようにするものであ
り、従来のように固定のバイアス設定値でなく、出力さ
れているバイアス電圧を測定し、この測定から得られた
値をバイアス設定値として利用するため、各回路の特性
にバラツキがあっても正確なノック判定ができるもので
ある。
実施例 第1図は本発明の一実施例を示している。第1図にお
いて、第7図に示す従来例と同一個所には同一番号を付
している。第1図において、15はバイアス電圧Bを測定
するための測定用信号を発生する測定用信号発生手段で
あり、この測定用信号発生手段15は第3図に示すように
順次増大する信号及び順次減少する信号を発生する。本
実施例は、エンジン始動時にバイアス電圧発生器3から
発生するバイアス電圧Bを測定し、ノック制御開始後の
ノックゲート期間、ノイズゲート期間に、この測定値を
含むノイズ基準信号Nn,Nn+1・・・・、及びノック判定
信号Kn,Kn+1・・・・を出力するものである。
次に本実施例の動作について第2図とともに説明す
る。エンジンキーをオンすると、バイアス電圧発生器3
より直流電圧Bが発生し、加算器4に印加される。エン
ジンキー操作直後エンジンは始動していないため、ノッ
クセンサ1からは出力が出ていない。このためバイアス
電圧発生器3から出力された直流電圧(B)のみが比較
器7の一方の入力端子に印加される。またエンジンキー
操作によりマイクロコンピュータ5は動作を開始し第2
図に示す処理を実行する。第2図に示すように、まず各
種のイニシャル処理を行い(ステップ1)、次に測定用
信号発生手段15の判定値を最少値(Mi)に設定する(ス
テップ2)。次に判定値に1を加算して判定値を増加さ
せる(ステップ3)。この増加された判定値が基準信号
発生手段12を介して出力され、D/A変換器6でアナログ
値に変換され、比較器7の他方の入力端子に印加され、
この判定値とバイアス電圧値(B)とが比較器7で比較
される。バイアス電圧(B)が判定値より大きい場合に
は、比較器7より低レベルの信号が出力され、またバイ
アス電圧値(B)が判定値より小さい場合には、比較器
7より高レベルの信号が出力される。判定手段11は比較
器7からの出力が高レベルか否かを判定する(ステップ
4)。判定結果がNOの場合には測定用信号発生手段15の
判定値をさらに+1増加し(ステップ3)、この増加さ
れた判定値が基準信号発生手段12より出力され、この判
定値とバイアス電圧Bとが比較器7で比較される。以上
の動作を繰り返し、比較器7からの出力が高レベルに転
換した際(第3図のt1時点)の判定値をバイアス設定値
とする(ステップ5)。次に判定値を最大値(Ma)に設
定(ステップ6)した後、判定値を1減少(ステップ
7)して出力し、D/A変換器6でアナログ値に変換し比
較器7に印加する。ステップ8では、比較器7の出力が
低レベルであるか判定し、比較器7の出力が高レベルで
あれば、ステップ7に戻り、判定値をさらに−1減少し
て出力し、比較器7で比較する。以上の動作を繰り返し
行い、比較器7の出力が低レベルに転換した際(第3図
のt2時点)にステップ5で保持された前記バイアス値
と、ステップ8でYesと判定された際の判定値との平均
値を求め(ステップ9)、この平均値を新たなバイアス
設定値として保持する(ステップ10)。ステップ11はノ
ック制御ステップであり、このステップ11では第8図に
示すように、ノックゲート期間には上記測定により得ら
れたバイアス設定値を含むノック判定信号Kn,Kn+1・・
・・を出力してノックの有無判定を行い、またノイズゲ
ート期間には上記測定により得られたバイアス設定値を
含むノイズ基準信号Nn,Nn+1・・・・を出力してノック
センサ出力のバックグランドノイズのレベルを求めると
ともに、このバックグランドノイズに基づくノック判定
レベルを算出するものであり、バイアス電圧発生器3か
ら出力されるバイアス電圧Bを実際に測定して得られた
バイアス設定値に基づくノック判定を行うため、ノック
判定精度が向上するものである。
第4図は本発明の第2の実施例を示している。本実施
例は、ノックセンサ1と帯域濾波器2との間に遮断器16
を設け、回転状態検出手段17によりアイドリング状態を
検出した際に上記遮断器16をオフにし、ノックセンサ1
の出力が比較器7に入力されない状態で第2図に示すバ
イアス電圧Bの測定を行い、この測定で得られたバイア
ス設定値を、前記実施例と同様にノック制御処理で活用
するものである。
第5図は本発明の第3の実施例を示している。第5図
において、18はノックセンサ1の出力を減衰するための
減衰器であり、この減衰器18は回転状態検出手段17で検
出された回転数に応じて減衰度が変更される。19はノッ
クセンサ1の出力を減衰器に通すか通さないかを切換え
るための切換器であり、ノック制御におけるノックゲー
ト期間では、切換器19は減衰器18側に切換えられ、また
ノイズゲート期間では、減衰器18をバイパスするように
切換えられる。通常ノックセンサ1はエンジンの回転数
が高くなると、出力レベルが増大する。減衰器18はエン
ジンの回転数の変化に応じて変化するノックセンサ1の
出力レベルを補正するために用いられる。第5図におい
て、回転状態検出手段17により所定の回転数が検出され
ると、回転状態検出手段17からの出力により減衰器18の
減衰度を変更する。本実施例は、上記のような減衰器18
を用いたノック制御装置に本発明を適用したものであ
り、バイアス電圧を測定する際には、切換器19を減衰器
18側に切換えることにより、バイアス電圧測定時のノッ
クセンサ出力による影響を除去するものである。第6図
は本実施例の動作を示している。イニシャル処理(ステ
ップ1)後に切換器19を減衰器18側に切換える処理(ス
テップ12)を新たに追加しているものである。本実施例
によれば、ノック制御に使用される減衰器18を、ノック
センサ1の出力によるバイアス電圧測定の影響を回避す
るために利用できるものでる。
なお、上記実施例は測定用信号発生手段15より順次増
大する信号及び順次減少する信号を発生させているが、
最少値に+1加算する処理と、最大値より−1減算する
処理とを交互に実行してバイアス電圧を測定する処理方
法等種々の方法が考えられるものである。
発明の効果 本発明は、上記実施例から明らかなように、ノックセ
ンサの出力に加算されるバイアス電圧を実際に測定し、
この測定値をバイアス設定値とし、このバイアス設定値
を含む基準信号を基準信号発生手段から比較手段に出力
し、バイアス電圧が加算されたノックセンサ出力とを比
較してノックの有無を判定するため、正確なノック判定
が可能になる利点を有する。また、本発明によれば、バ
イアス電圧を測定する測定手段をハードを追加すること
なく構成できるため、構成が簡単となる利点を有する。
またバイアス電圧をエンジン停止時に行ったり、又はノ
ックセンサ出力を遮断して行ったり、又は減衰器を利用
してノックセンサ出力を減衰させて行った場合、バイア
ス電圧の測定がノックセンサ出力の影響を受けることな
く行うことができる利点を有するものである。
【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ク制御装置のブ
ロック図、第2図は同装置の動作フローを示す図、第3
図は同装置の動作説明図、第4図は本発明の第2の実施
例のブロック図、第5図は本発明の第3の実施例のブロ
ック図、第6図は同装置の動作フローを示す図、第7図
は従来のノック制御装置のブロック図、第8図(a)〜
(f)は同装置の動作説明図である。 1……ノックセンサ、2……帯域濾波器、3……バイア
ス電圧発生器、4……加算器、5……マイクロコンピュ
ータ、6……D/A変換器、7……比較器、8……ディス
トリビュータ、9……波形整形回路、10……イグナイ
タ、11……判定手段、12……基準信号発生手段、13……
ゲート信号発生手段、14……点火時期制御手段、15……
測定用信号発生手段、16……遮断器、17……回転状態検
出手段、18……減衰器、19……切換器。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジン振動を検出するノックセンサと、
    このノックセンサ出力に所定のバイアス電圧を加算する
    加算手段と、所定のバイアス設定値を含む基準信号を発
    生する基準信号発生手段と、上記加算手段の出力と上記
    基準信号発生手段の出力とを比較する比較手段と、この
    比較手段による比較結果に基づきノックの有無を判定す
    る判定手段と、上記加算手段に入力される上記バイアス
    電圧を測定するための測定用信号を発生する測定用信号
    発生手段とを具備し、上記測定用信号発生手段と上記比
    較手段と上記判定手段とで上記バイアス電圧を測定する
    バイアス電圧測定手段を構成し、このバイアス電圧測定
    手段で測定された測定値を上記バイアス設定値とするこ
    とを特徴とするノック制御装置。
  2. 【請求項2】エンジン振動を検出するノックセンサと、
    このノックセンサ出力に所定のバイアス電圧を加算する
    加算手段と、所定のバイアス設定値を含むノイズ基準信
    号及びノック判定信号を出力する基準信号発生手段と、
    上記加算手段の出力と上記基準信号発生手段の出力とを
    比較する比較手段と、この比較手段による比較結果に基
    づき上記ノックセンサ出力中のノイズレベルを判定する
    とともにノックの有無を判定する判定手段と、上記加算
    手段に入力される上記バイアス電圧を測定するための測
    定用信号を発生する測定用信号発生手段とを具備し、上
    記測定用信号発生手段より出力される測定用信号と上記
    バイアス電圧とを上記比較手段で比較し上記判定手段で
    上記バイアス電圧を測定し、この測定値を上記バイアス
    設定値とすることを特徴とするノック制御装置。
  3. 【請求項3】バイアス電圧の測定をエンジン停止時に行
    うことを特徴とする請求項第1項ないし第2項記載のノ
    ック制御装置。
  4. 【請求項4】バイアス電圧測定時に、ノックセンサ出力
    の加算手段への入力を遮断する遮断手段を具備してなる
    請求項第1項ないし第2項記載のノック制御装置。
  5. 【請求項5】エンジン回転数に応じてノックセンサ出力
    を減衰する減衰手段を具備し、バイアス電圧測定時にノ
    ックセンサ出力を上記減衰手段で減衰させることを特徴
    とする請求項第1項ないし第2項記載のノック制御装
    置。
  6. 【請求項6】測定用信号発生手段は、最少値から順次増
    加する測定用信号及び最大値から順次減少する測定用信
    号を発生する測定用信号発生手段であり、順次増大する
    測定用信号とバイアス電圧との比較で測定された第1の
    測定値と、順次減少する測定用信号と上記バイアス電圧
    との比較で測定された第2の測定値との平均値をバイア
    ス設定値とすることを特徴とする請求項第1項ないし第
    2項記載のノック制御装置。
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