JPS59116529A - 内燃機関のノツキング判定方法 - Google Patents

内燃機関のノツキング判定方法

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JPS59116529A
JPS59116529A JP23032782A JP23032782A JPS59116529A JP S59116529 A JPS59116529 A JP S59116529A JP 23032782 A JP23032782 A JP 23032782A JP 23032782 A JP23032782 A JP 23032782A JP S59116529 A JPS59116529 A JP S59116529A
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JP
Japan
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level
knocking
engine
judging
determined
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Pending
Application number
JP23032782A
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English (en)
Inventor
Katsushi Anzai
安西 克史
Yoshiyasu Ito
嘉康 伊藤
Yuji Takeda
武田 勇二
Toshio Suematsu
末松 敏男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPS59116529A publication Critical patent/JPS59116529A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
    • G01L23/22Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
    • G01L23/221Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
    • G01L23/225Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines circuit arrangements therefor

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  • Testing Of Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (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】 本発明は、内燃機関のノンキング判定方法に関する。
従来よシ、マイクロホン等で構成されたメツキングセン
サをエンジンブロックに取付けてエンジン振動を電気信
号に変換し、一点火毎に電気信号のピーク値aと判定レ
ベルに−bとを比較し、ピーク値aが判定レベルに−b
を越えたときにノッキングが発生したと判定する方法が
知られてりる。
ここでピーク値aは、ノッキング固有の周波数帯域(7
〜8 KHz )が通過可能なバンドパスフィルタを介
して電気信号をピークホールド回路に入力し、気筒の爆
発工程における10°CA  ATD(:!〜50°C
A  ATDC付近の所定クランク角度範囲におけるピ
ーク値をホールドすることにより得られる。また、判定
レベルに−bは、ノンキングによらないエンジン振動に
対応する電気信号を積分回路によって積分した積分値(
バックグラウンドレベル)bに一定の定数Kを乗算する
ことによシボめられる。
しかし、かかる従来のノッキング判定方法においては、
一点火毎にピーク値aとバッタグラウンドレベルbとを
取込んでノンキングを判定しているため、エンジンの経
時的変化によってエンジン各部のクリアランスが広がる
等の理由で使用年数と共にバンクグラウンドレベルが人
きくなシ、使用年数と共にノンキング誤判別の頻度が太
き(なる、という問題が4りっだ。
本発明は上記問題点を解消すべ(成さ!したもので、長
年使用後においても使用初期と同様の判定レベルを用(
・てノッキングの発生を判定することができるノッキン
グ判定方法を提供することを目的とする。
上記目的を連成するために本発明の構成は、走行初期の
段階では、従来と同(力ζにして得られるバンクグラウ
ンドレベルに基づ(・てノッキングの発生を判定すると
共にエンジン回転数に応じてバンクグラウンドレベルを
記憶して学習制御し、走行初ル]の段階が経過した後で
は、学習されたバンクグラウンドレベルに基づいてノン
キングの発生を判定するようにしたものである。
次に、本発明が適用されるエンジンの一例を第1図に示
す。このエンジンはマイクロコンピュータ等の電子制御
回路によって制御されるもので、図に示すようにエアク
リーナ(図示せず)の下流側に吸入空気量センサとして
のエアフローメータ2を備えている。エアフローメーク
2は、ダンピングチャンバ内に回動可能に設けられたコ
ンペンモーションプレート2人と、コンペンセーション
プl/−)2Aの開度を検出するポテンショメータ2B
とから構成されている。従って、吸入空気量はポテンシ
ョメーク2Bから出力される電圧よシ検出される。甘た
、エアフローメーク2の近傍には、吸入空気の流度を検
出する吸入空気温センサ4が設けられている。
エアフローメータ2の下流側には、スロットル弁6が配
置され、スロットル弁6の下流側には、サージタンク8
が設けられている。このサージタンク8には、インテー
クマニホールド10が連結されておシ、このインテーク
マニホールド10内に実用し7て燃料噴射弁12が配置
されている。インテークマニホールド10は、エンジン
本体14の燃焼室14Aに接続され、エンジンの燃焼室
14Aldエキゾーストマニホールド16を介して三元
触媒を充填した触媒コンバータ(図示せず)に接続され
ている。そしてエンジン本体14Aには、マイクロホン
等で構成されて燃焼によるエンジンの振動を検出するノ
ンキングセンサ18が設けられている。なお、20(は
点火プラグ、22はトランスミッションに設けられた車
速センサ、24はエンジン4却水流を検出する冷却水流
センサである。
エンジン本体14に取付けらtた点火プラグ20は、デ
ィストリビュータ26に接続され、ディストリビュータ
26はイグナイタ28に接続されている。このディスト
リビュータ26(では、テイストリビュータハウジング
に固定されたピックアップとディストリビューメシャフ
トに固定されたシグナルロータとで各々構成された、気
筒判別センサ30およびエンジン回転角センサ32が設
けられている。この気筒判別センサ30は、例えばクラ
ンク角720度毎にマイクロコンピュータ等で構成され
た電子制御回路34へ気筒判別信号を出力し、エンジン
回転角センサ32は、例えばクランク角30度毎にクラ
ンク角基準位置信号を電子制御回路34へ出力する。
第2図に示すように電子制御回路34は、ランダム・ア
クセス・メモリ(RAM)36、リード・オンリー・メ
モリ(ROM)38.中央処理装置(CPU)40、ク
ロック(CLOCK)41、第1の入出力ボート42、
第2の入出力ボート44、第1の出力ポート46および
第2の出力ポート48を含んで構成され、RAM36、
ROM38、CPU40、CLOCK41、第1の入出
力ボート42、第2の入出力ポート44、第1の出力ポ
ート46および第2の出力ポート48は、データバスや
コントロールバス等のバス50に、1接続されている。
第1の大田カポート42には、バッファ(図示せず)、
マルチプレクサ54、アナログ−ディジタル(A/D)
変換器56を介して、エアフローメータ2、冷却水流セ
ンサ2.4、車速センサ22および吸気温センサ4等が
接続されている。このマルチプレクサ54およびA /
D K換器56は、第1の入出力ボート42かも出力さ
れる制御信号によ多制御される。第2の入出力ボート4
4には、波形整形回路64を介して気筒判別センサ30
およびエンジン回転角センサ32が接続されている。
址だ、第2の入出力ポート44には、バンドパスフィル
タ60、ピークホールド回路61、チャンイ、ル切換回
路66およびA/D変換器68を介してノンキングセン
サー8が接続されている。このバンドパスフィルタは積
分回路63を介してチャンイ・ル切換回路66に接続さ
れている。このチャンイ・ル切換回路66には、ピーク
ホールド回路61の出力と積分回路63の出力とのいず
れか一方をA/D変換器68に入力するだめの制御信号
が、第2の入出力づζ−ト44から入力されておシ、ま
たピークホールド回路61には、リセット信号やゲート
信号が第2の入出力ボート44かも入力されている。
また、第1の出力ボート46は駆動回路70を介してイ
グナイタ28に接続され、第2の出力ボート48は圧伸
回路72を介して燃料噴射弁12に接続されている。
電子制御回路34のROM38には、エンジン回転数と
吸入空気量(−1,たは負荷)とで表わされる基本点火
進角のマツプおよび基本燃料噴射量等が予め記憶されて
おシ、エアフローメータ2から入力される信号およびエ
ンジン回転角センサ32かも入力される信号に基いて基
本点火進角および基本燃料噴射量が読出されると共に、
冷却水温センサ24および吸気温センサ4からの信号を
含む各種の信号によシ、上記基本点火進角および基本燃
料噴射量に補正遅角量および補正燃料噴射量が加えられ
、イグナイタ28および燃料噴射弁12が制御される。
次に、上記のようなエンジンに本発明を適用した場合の
実施例について詳細に説明する。なお、本発明の詳細な
説明するにあたって、燃料噴射制御、空燃比制御、点火
時期制御のメインルーチン等については従来と同様であ
るので説明を省略する。
第3図は、所定クランク角(90°CA  BTDC)
毎に行なわれる割込みルーチンを示すものである。
このルーチンにおいては、走行初期の段階におけるバン
クグラウンドレベルの学習制御と、走行初期の段階経過
後のバックグラウンドレベルの算出とを実行する。
ステップ80においては、バンドパスフィルタ60、所
定クランク角範囲でゲートオープンされるピークホール
ド回路61、チャンネル切換え回路66およびA/D変
換器68を介してピーク値aを取込んでRAMに記憶す
ると共に、積分回路63、チャンネル切換回路66、A
/D変換器68を介してバックグラウンドレベルbを取
込んでRA M VC記憶する。また、ステップ81で
はエンジン回転角センサ32からの信号に基づいて現在
のエンジン回転数Nを計算し、RAMに記憶する。この
RAMには、第5図に示すようなエンジン回転数に対す
る全気筒の平均バックグラウンドのマツプが予め用意さ
れている。このマツプは、所定エンジン回転数(第5図
テu 1000 Cr、p1m〕)毎に1個の番地を割
当てることにょシ作成されている。ステップ82では、
現在のエンジン回転数Nを挾むマツプの番地に記憶され
ているバンクグラウンドレベルX、Yを読出す。
次のステップ83では、車両が走行初期の段階か否か、
ずなわち走行距離KMが所定値(例えば、101000
K以下か否かを判断する。走行距離KMが所定値以下の
ときは、ステップ84およびステップ85において、現
在のバックグラウンドレベルbと前回までの重み付は平
均バックグラウンドレベルX、、Yとにより、m(例え
ば64)の重み付は平均を求め求めた値を現在のエンジ
ン回転数Nを挾むマツプの番地に記憶する。すなわち、
バックグラウンドレベルの学習制御を行う。
一方、車両が走行初期の段階を越えたとき、すなわち走
行距離が所定値を越えたときには、ステップ86におい
て現在のエンジン回転数Nを挾むマツプの番地に記憶さ
れているバンクグラウンドレベルX、Yかも、次の式に
示す補間計算により、現在のエンジン回転数Nに対応す
るバンクグラウンドレベルb1を求め、ステップ87で
バックグラクンドレベルb+’f”f」」定レベルを求
めるだめのノ(ツタグラウンドレベルbとする。
ただし、Xは現在のエンジン回転数Nと現在のエンジン
回転数よシ低い番地のエンジン回転数との差、NEは番
地間のエンジン回転数の差である。
第4図は走行距離KMを求めるために所定時間(例えば
500 m5ec )毎に行なわれる時間割込みのルー
チンを示すものである。ステップ90において車速セン
サから現在の車速V[Km/hlを取込み、ステップ9
1において次の(2)式に従って走行距離KMCKm:
]を轡出する。
KM+−KR4+−y」−・・・・・ ・・・・・・(
2)600 ただし、tは時間割込みの時間間隔(msec)である
第8図は、第3図のルーチンに続(ノッキング制御ルー
チンを示すものである。このルーチンでは各気筒毎にノ
ンキングが発生したか否かを判定するようにしている。
ステップ100において気筒判別信号とクランク角基準
位置化号とによって点火された気筒が何番気筒かを判別
する。ステップ101では、現在のバックグラウンドレ
ベルbまたは第3図のルーチンで補間法によシボめられ
た)くツクグラウンドレベルbに定数Kiを乗算した判
定レベルKibとピーク値aとを比較する。この定数K
iは、第1番気筒の定数を表わしており、ノッキングセ
ンサから各気筒までの距離およびエンジン回転数に応じ
て、距離か太き(なるに従って小さくなυかつエンジン
回転数が上昇するに従って小さくなるように予め定めら
れてROMに記憶されている。これは、ノンキングセン
サと各気筒との距離が太き(なるに従ってノッキングに
よる振動すなわちピーク値の減衰される量が太き(なシ
、エンジン回転数の上昇に伴ってバンクグラウンドレベ
ルが太き(なることによシ、判定レベルを距離およびエ
ンジン回転数に対して常に一定にするためである。
第7図に、6気筒エンジンの第3気筒と第4気筒示す。
第6気筒+6がノンキングセンサから最も遠いため、判
定レベルが最も小さくなっている。
ピーク値aが判定レベルK i bを越えたときには、
ノンキングが発生したと判断してステップ104で補正
遅角量θkをb1定イrJi(例えは0.4゜e A 
) 増加させ1点火時期が遅れるようにする。
ピーク値aが利足レベルKib以下のとき、すなわちノ
ンキングか発生していないと判断されたときは、ステッ
プ102で所定時間経過したか否か、すなわち所定時間
(例えば4m5ec)毎に1増加されるカウンタのカウ
ント値Cが所定値(例えば12)以上か否かを判断する
。所定時間ノンキング発生の状態が経続したときには、
ステップ103で補正遅角量θkを所定値(例えば0.
08゜CA)減少させて点火時期が進むようにした後、
ステップ105へ進む。一方、ステップ102で所定時
間経過していないと判断きれたときにはステップ106
へ進む。ステップ105ではノッキングが発生していな
い時間をカウントするカウンタをクリアし、ステップ1
06ではエンジン回転数と負荷とに応じて予めROA(
に記憶されている基本点火進角θBASKから上記で変
更された補正遅角量θkを減算した値を点火進角θとし
、次のステップ107で点火進角θで点火されるように
イグナイタを制御する。
なお、上記においては定数を各気筒毎に変化させて判定
レベルを求める例について説明したが、全気筒について
同一の定数を用いるようにしてもよい。また、ノッキン
グの判定およびノンキングの制御については、各気筒独
立でも全気筒同時でもよい。
定数を3とした場合の従来の判定レベルel、本発明の
判定レベルC?およびバックグラウンドレベルbを第8
・図に示す。なお、斜綜の部分は従来の方法でノンキン
グ発生を判定できない部分である。
以上説明したように本発明によれば、長年使用後でも走
行初期の段階のバックグラウンドレベルによシノツキン
グの発生を判定できるため、長年使用後でもノンキング
の誤判定が生じない、という特有の効果が得られる。
4 図面の?!OA”なi況ゆj 第1図は不発明が適用されるエンジンの一例を示す概略
図、向’r 2図は′重子’+1il)御回路のブロッ
ク図、第3図は本発明の一実施例のルーナン會示す流れ
図、第4図は走行距陥算出ルーチンを示す流れ図、第5
図はバンクグラウンドレベルのマツプの一例を示す線図
、第6図はノンキング制御ルーテンを示す流れ図、第7
図は定数を変化させた場合の判定レベルの例を示す線図
、第8図は従来の判定レベルと本発明の判定レベルとを
比較するための線図である。
18・・・ノンキングセンサ、22・・・車速センサ、
34・・・電子制御回路。
代理人  鵜 沼 辰 之 (ほか2名) 第3図 第4図 第5図 エンシ“シ回利く文(r、p、m) 第6図 第7図 工)ジ′>回転数(r、p、m) 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エンジン振動を電気信号に変換し、気筒黒人後の
    所定クランク角度範囲における前記電気信号のピーク値
    と前記電気信号の積分値に定数を乗算して求めた判定レ
    ベルとを比較し、前記ピーク値が前記判定レベルを越え
    たときにノッキングが発生したと判定する内燃機関のノ
    ンキング判定方法において、走行初期の段階で前記積分
    値に基づいてノッキングを判定すると共にエンジン回転
    数に応じて該積分値を記憶して学習制御し、走行初期の
    段階が経過した後学習制御された積分値を用いてノッキ
    ングを判定することを特徴とする内燃機関のノンキング
    判定方法。
JP23032782A 1982-12-24 1982-12-24 内燃機関のノツキング判定方法 Pending JPS59116529A (ja)

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