JPS5929772A - ノツキング制御装置の異常検出方法 - Google Patents

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】 本発明はノッキング制御装置の異常検出方法に係り、特
に、ノッキングが発生したとき点火時期を遅らせてノッ
キングの発生を防止するノッキング制御に使用されるノ
ッキング検出装置の異常を検出する方法に関する。

車両走行中にエンジン内部で異常な打音が発生する、い
わゆるノッキング現象が周知であり、負荷が一定値以上
の高負荷領域であって点火時期が進みすぎている場合に
強いノッキング現象が発生する。このようなノッキング
は、不快な騒音を生じさせると共に、強度のノッキング
が生じるとシリンダ内に強い気柱振動が生じ、この結果
シリンダ内に部分的な異常高温が発生し、エンジンに損
傷を与えることになる。しかし、軽微なノッキングであ
れば、点火時期を進めてノッキングが生じる場合であっ
ても、エンジンの燃焼効率が増加することによって車両
の燃費を改善することができ、このような燃費の改善と
いう観点からすれば、適度なノッキングを許容すること
はエンジンの最適効率での運転状態を得るために好適で
ある。従っテ、エンジンの運転効率を最適としかつノッ
キング音レベルが所定レベル以下になるように、種々の
榮件に適合させてノッキング制御することが行なわれて
いる。

かかるノッキング制御は、ノッキング音を検出して電気
信号として出力するマイクロホン等のノッキングセンサ
をエンジン本体に数句げ、所定クランク角毎にゲートを
所定時間開いてこの電気信号を入力し、入力した電気信
号のレベルが所定レベルを越えたとき点火時期を遅らせ
、入力した電気信号のレベルが所定レベル以下のとき点
火時期をノッキングを起さない最大進角に進めるよう制
御するものである。この所定レベル（マ、電気信号の平
均値に定数Ｋを乗算して決定される。なお、軽負荷領域
ではノッキング制御は不必要であるので、点火時期の制
御は行なわ１よい。

しかし、ノッキングを検出するノッキングセンサ等に、
断線、センサ劣化、接触不良および電気的なノイズがセ
ンサのワイヤハーネスに重畳する等の異常が発生した場
合には、ノッキング状態の検出ができず、エンジンがノ
ッキングを起しているにも拘らず所定レベル以上の電気
信号が出力てれなかったり、エンジンがノッキングを起
していないにも拘らず所定１ノベル以上の電気信号が出
力されてしまう。特に、エンジンがノッキングを起して
いるにも拘らずノッキング無と判断された場合には、点
火時期が最大進角状態に進んでしまい、エンジンが激し
いノッキングやプレイブを引キ起こし、最悪の場合には
点火プラグやピストンが溶損したり、ガスケットが吹抜
ける等のエンジン破壊を引き起してしまうという問題点
が生じる。

本発明は、上記問題点を解消すべく成されたもので、ノ
ッキングセンサを含むノッキング検出装置の異常を簡単
に検出できるノンキング制御装置の外宮検出方法を提供
することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の構成は、エンジン
アイドリング時に、前記所定時間を越える時間前記ゲー
トを開いて電気信号を入力してノッキング制御を行うと
共に、ノッキングセンサに疑似ノッキング信号を供給し
、点火時期が遅れたか否かを検出してノッキング制御装
置の異常を検出するようにしたものである。上記のノッ
キング制御は、通常のようにノッキングセンサから出力
される電気信号のレベルが所定レベルを越えたとき点火
時期を遅らせ、電気信号のレベルが所定レベル以下のと
き点火時期を進めるものである。かかるノッキング制御
をエンジンアイドリンク時に行うには、例えばアイドリ
ンク時に点火時期の演算を中止して所期セット角度に固
定する際に使用される短絡用のアイドルスピードスイッ
チ（ＩＳスイッチ）がオンされているか否かを判断する
ことにより行なわれる。また、疑似ノッキング信号をノ
ッキングセンサに供給するには、例えば、ノ・ンマでエ
ンジン本体を打撃することにより行なわれる。この結果
、エンジンアイドリンク時にノッキング制御が行なわれ
、ノッキング検出装置が正常な場合には疑似ノッキング
信号により点火時期が遅れるように制御これ、ノッキン
グ検出装置が異常な場合にはノッキングセンサに疑似ノ
ッキング信号砂供給されても点火時期が遅れるように制
御きれないため、点火時期が遅れたか否かを検出するこ
とによりノッキング検出装置が異常であるか否かを検出
することができる。なお、点火時期が遅れたか否かは、
タイミングライト等を使用して検出される。

また、本発明においては、点火時期が遅れたことを検出
し易（するために、ノッキング検出装置の異常検出時に
おける点火時期の遅れ量を通常の）〜ツキング制御にお
ける点火時期の遅れ量より太き（する゛か、ノッキング
検出装置の異常検出時における点火時期の遅れ保持時間
を通常のノッキング制御における点火時期の遅れ保持時
間より長（することが好ましい。また、上記のように、
ゲートを開く時間を通常のノッキング制御の場合に比較
して長く設定するため、パルプ打音等のノイズが入力さ
れる虞れが生じるから、ノッキング検出装置の異常検出
時におけるノッキング制御の所定レベルを通常のノッキ
ング制御の所定レベルより高（するのが好ましい。

次に、本発明が適用される、ノッキング制御装置を備え
たエンジンの概略図を第１図に示す。このエンジンは図
に示すように、エアクリーナー（図示ぜず）の下流側に
設けられた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。

エアフローメータ２は、ダンビングチ〜Ｖンバ内に回動
可能に設けられたコンベンセーションプレー）２Ａ、！
：、コンベンセーションブレー）２Ａの開度を検出する
ポテンショメータ２Ｂとから構成これている。従って、
吸入空気−川はポテンショメータ２Ｂから出力される電
圧として検出される。捷た、工°アーフローメータ２の
近傍には、吸入空気の温度を検出する吸入空気流センサ
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、ザージタンク８
が股げられている。このサージクンク８には、インテー
クマニホールド１０が連結されており、このインテーク
マニホールド１０内に突出して燃料噴射装置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１４Ａはエキ
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１４には、マイクロホン等で構成され
た、エンジン（７）　／ツキングヲ検出するノッキング
センサ１８が設けられている。なお、２０は点火プラグ
、２２は混合気を理論空燃比近傍に制御するための０、
センサ、２４はエンジン冷却水温を検出する冷温水濡セ
ンサ、５８はＩＳスイッチである。

エンジン本体１４の点火プラグ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２
６には、ピックアップとディストリビュータシャフトに
固定されたシグナルローフとで構成された、気筒判別セ
ンサ３０およびエンジン回転数センサ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
毎に気前判別信号を電子制御回路３４へ出力し、このエ
ンジン回転数センサ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。

電子制御回路３４は、第２図に示すように、ランダム・
アクセス・メモリ（ＲＡＭ）３６と、リード・オンリー
・メモリ（ＲＯＭ）３８と、中央処理装置（ＣＰＵ）４
０と、第１の入出力ボート４２と、第２の入出力ボート
４４と、第１の出力ボート４６と、第２の出力ボート４
８とを含んで構成され、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３８、ＣＰ
Ｕ４０゜第１の入出力ボート４２、第２の入出力ボート
４４、第１の出力ボート４６および第２の出力ボート４
８は、バス５０により接Ｈ−ｇれている。第１の入出力
ボート４２には、バッファ５２Ａ１５２Ｂ、５２Ｃ，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、冷却水温セン
サ２４および吸気温センサ４が接続嘔れている。第２の
入出カポ−）４４に＆！、バッファ６０およびコンパレ
ータ６２を介してＯｔセ／ザ２２が接続され、直接■Ｓ
スイッチ５８が接続され、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数センサ３２が接
続されると共に、入力回路６６およびＡ／Ｄ変換器６８
を介してノッキングセンサ１８が接続されている。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は駆動回路
７２を介して燃料噴射装置１２に接続されている。

ここで、入力回路６６について第３図を参照して更に説
明すると、入力回路６６は、ノッキングセンサ１８に接
続されたフィルタアンプ６６Ａを備えており、このフィ
ルタアンプ６６Ａは積分器６６Ｂとピークホールド回路
６６Ｃとの並列回路を介してＡ／Ｄ変換器６８に接続さ
れている。このピークホールド回路６６Ｃは、リセット
端子を備えると共に、例えば入力側にゲート（図示せず
）が設けられており、入出力ボート４４から出力される
リセット信号によりリセットされると共にゲート信号に
より開閉される。また、Ａ／Ｄ変換器６８には、入出力
ボート４４から出力されるタイミング信号が入力され、
Ａ／Ｄ変換の起動停止が制御される。

電子制御回路３４０ＲＯＭ３８には、エンジン回転数と
吸入空気量とで表わき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り、エアフローメ
ータ２かもの信号およびエンジン回転数センサ３２かも
の信号により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り、上記基本点火
進角および基本燃料噴射量に補正点火進角および補正燃
料噴射量が加えられ、イグナイタ２８および燃料噴射装
置工２が制御される。Ｏ，センサ２２から出力される空
燃比信号は、混合気の空燃比を理論空燃比近傍に制御す
る空燃比制御に使用される。

また、ノッキングセンサ１８から出力される電気信号の
レベルが予め設定された所定レベルを越えたときには、
ノッキングが発生したと判断されて点火時期が遅れるよ
うにイグナイタ２８が制御される。この逆Ｖζ、ノッキ
ングセンサ１８から出力される電気信号のレベルが予め
設定された所定レベル以下のときには、ノッキングが発
生していないと判断でれ、ノッキングを起さない最大進
角に点火時期が制御される。

次に、上記のようなエンジンに使用されているノッキン
グセンサ等が異常であるか否かを検出する本発明の詳細
な説明する。第４図から第６図に本発明の第１実施例を
示す。本実施例は、上死点（Ｔ　Ｉ）　Ｃ）から上死点
前（ＢＴＤＣ）３０°ＣＡの間ゲートを開いて、疑似ノ
ッキング信号を入力し、ノッキングセンサ等の異常を検
出するようにしたものである。第４図はＴＤＣで割込ま
れる割込み処理、第５図はＢＴＤＣ６００ＣＡで割込ま
れる割込み処理、第６図はＢＴＤＣ３０°ＣＡで割込ま
れる割込み処理を各々示す。なお、疑似ノッキング信号
は、エンジン本体をハンマで打撃することにより、ノッ
キングセンサに供給される。

まず、クランク角基準信号等によりエンジンのピストン
がＴＤＣに到達したときに第４図の割込み処理が行なわ
れ、ステップ４０においてゲートをオープン状態にして
メインルーチンへリターンする。この結果、ピークホー
ルド回路６６Ｃの動作が開始きれ、フィルタアンプ６６
Ａを通過した疑似ノッキング信号のピーク値が保持され
る。次に、クランク角がＢＴＤＣ６００になったときに
第５図の割込み処理が行なわれ、ステップ５ｏにおいて
異常検出モードか否か、すなわちＩｓスイッチ５８がオ
ンしているか否かが判断される。ステップ５０において
異常検出モードであると判断された場合には、メインル
ーチンへリターンする。

一方、ステップ５０において異常検出モードでないと判
断された場合には、ステップ５２においてゲートをクロ
ーズし、Ａ／Ｄ変換器６８を起動させてピークホールド
回路６６Ｃがら出力されるピークホールド信号のＡ／Ｄ
ｉ換を開始して、メインルーチンへリターンスル。メイ
ンルーチンでは、Ａ／Ｄ変換されたピーク値と、積分器
６６Ｂで求められかつＡ／Ｄ変換器６８でＡ／Ｄ変換さ
れた平均レベルに定数Ｋを乗算して求めた所定レベルと
を比較し、通常のノッキング制御を行う。続いて、クラ
ンク角がＢＴＤＣ３０°になったときに第６図に示す割
込み処理が行なわれ、ステップ６゜において異常検出モ
ードか否が、すなわちＩｓスイッチがオンしているか否
かが判断される。ステップ６０において異常検出モード
でないと判断された場合には、メインルーチンへリター
ンする。

一方、ステップ６ｏにおいて異常検出モードであると判
断された場合には、ステップ６２においてゲートをクロ
ーズし、ピークボールド信号のＡ／Ｄ変換を開始して、
メインルーチンへリターンスる。

メインルーチンでは、ピーク値と所定レベルを比較し、
ノッキング制御を行う。そして、疑似ノッキング信号に
基いてノッキング制御が行なわれている状態で、タイミ
ングライトを用いて点火時期が遅れたか否かを検出する
。ここで、点火時期が　　　遅れる場合には、ノッキン
グ制御が行なわれていること、すなわちノッキングセン
サが正常テあることを意味する。逆に点火時期が遅れな
い場合には、ノッキングが発生しているにも拘らずノッ
キング制御が行なわれていないこと、すなわちノッキン
グセンサが異常であることを意味する。

第７図に上記の実施例における各部の信号のりイミング
を示す。第７図において、各々（ａ）　ｋｌクランク角
、（ｂ）は疑似ノッキング信号、（Ｃ）は通常のノッキ
ング制御を行う場合のゲート信号、（ｄ）は異常検出モ
ードにおけるゲート信号、（ｅ）　ｋ’ｆ、ピークホー
ルド信号を示す。

第８図から第１０図に本発明の第２実施例の動作の流れ
図を示す。本実施例は、異常検出時にゲートを常時オー
プン状態にして疑似ノッキング信号を入力するようにし
たものである。なお、本実施例の第８図および第９図は
、前記第１実施例の第４図および第５図と同一であるの
で、同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

クランク角がＢＴＤＣ３０°になったときに、第１０図
に示す割込み処理が行なわれ、ステップ８０において異
常検出モードか否かが判断され、ａＮ検出モードで１よ
い場合にはメインルーチンへリターンされる。一方、ス
テップ８０において異常検出モードであると判断づれた
場合には、ステップ８２において、−ヒ述のようにＡ／
Ｄｆ換が起動略れ、ピークホールド信号のＡ／Ｄ変換が
開始される。そして、ステップ８４において、ピークホ
・−ルド回路のリセット端子にリセット信号を入力して
、Ａ／Ｄ変換起動前のピークボールド値をリセットした
後、メインルーチンへリターンする。

第１１図に上記の実施例における各部の信号のタイミン
グを示す。第１１図において、各々（、）はクランク角
、（ｂ）は疑似ノッキング信号、（Ｃ）はり七−ット信
号、（ｄ）はピークホールド信号を示す。

以上説明しｆｃように本発明によれば、ゲートを　。

る、という特有の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用さ扛るエンジンを示す概略図、
第２図は、第１図における電子制御回路を示すブロック
図、第３図は、ノッキング検出装置の詳細を示すブロッ
ク図、第４図〜第６図は、本発明の第１実施例を示す流
れ図、第７図は、上記実施例における各部の信号のタイ
ミングを示す線図、第８図〜第１０図は、本発明の第２
実施例を示す流れ図、第１１図は、上記実施例における
各部の信号のタイミングを示す線図である。 １８・・・ノッキングセンサ、３２・・・ディストリビ
ュータ、３４・・・電子制御回路、５Ｂ・・・ＩＳスイ
ッチ。 代理人　　鵜　沼　辰　之 （ほか２名） 第３図 第６Ｌ（１ 第７図 第８１￥１　　　　　　第９図 第１０ 二］Ｄ 第１１に１ （０）　　ニーＬニーＬニー 欅給− （ｄ）−ヒゴーー坪 丁ＤＣ ＾へ〜〜Ｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　エンジンのノッキングを検出して電気信号を
   出力するノッキングセンサを備え、所定クランク角毎に
   ゲートを所定時間開いて前記電気信号を入力し、入力さ
   れた電気信号のレベルが所定レベルを越えたとき点火時
   期を遅らせるように制御するノッキング制御装置の異常
   を検出するにあたって、エンジンアイドリンク時に前記
   所定時間を越える時間前記ゲートを開いて前記電気信号
   を入°力し、入力はれた電気信号のレベルが所定レベル
   を越えたとき点火時期を遅らせるノッキング制御を行う
   と共に、該エンジンアイドリンク時に前記ノッキングセ
   ン４似ノッキング信号を供給し、前記点火時期が遅れた
   か否かを検出することを特徴とするノッキング制御装置
   の異常検出方法。