JPS60116862A - ノッキング制御装置 - Google Patents

ノッキング制御装置

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JPS60116862A
JPS60116862A JP58223669A JP22366983A JPS60116862A JP S60116862 A JPS60116862 A JP S60116862A JP 58223669 A JP58223669 A JP 58223669A JP 22366983 A JP22366983 A JP 22366983A JP S60116862 A JPS60116862 A JP S60116862A
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JP
Japan
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output
knocking
input
ignition timing
microcomputer
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Pending
Application number
JP58223669A
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English (en)
Inventor
Ichiro Maki
一郎 槙
Tsuneo Hikokubo
彦久保 恒雄
Shinichiro Tanaka
伸一郎 田中
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
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS60116862A publication Critical patent/JPS60116862A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • F02P5/1502Digital data processing using one central computing unit
    • 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
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • 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】 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。
従来例の構成とその問題点 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ンキン
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。
ノッキング制御装置は、7ノキングの有無、程度を検知
し、点火のりイミングを変えてノッキングを回避するだ
めの装置である。
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だノック
センサ信号レベル(Vk )と、ノンキングが発生しに
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(Vl、
h )とを比較し、Vk>Vlh・・・・・・・・・・
・・・・(1)であれば、ノッキングであると判定でき
る。
第1図は従来のノッキング制御装置の構成を示している
。第1図において、1はエンジンブロック等に取付けら
れだノッキングセンサであシ、このノッキングセンサl
はエンジンの振動を電気信じに変換する。第3図(b)
の実線13.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シ、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3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
号によりオン、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p、D/A変換
器7はマイクロコンビーータ〔机下電子工業■製のMN
−1544)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
。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、])/A変換
器7の出力と比較される。比較器6からは、第3図(e
)に示すように、ノックゲート期間(第3図(C)にお
ける”H″°の期間)において、帯域フィルタ2の出力
(第3図(I))の131)が1)/A変換器7よシ出
力されるノック判定レベルより大きくなる毎にノックパ
ルスを発生する。比較器6より出力されるノックパルス
はマイクロコンビーータ8に入力サレ、ノッキングの有
無、程度が判定されるとともに、ノッキング判定レベル
が算出される。上記マイクロコンピュータ8はシフトレ
ジスタ9、入出力ポート10、中央処理装置((1’U
)11、ランダムアクセスメモリ(1もAM)12、リ
ードオンリーメモリ(1′LOM)13、リセット信号
入力部14等から構成されている。
15はディストリビー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15からは、エ
ンジンの各気筒の特定クランク角に対応した信けが出力
される。16はピックアップコイル15の出力を波形整
形して第3図(a)に示す矩形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3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16
より出力さiする点火タイミング信号はマイクロコンピ
−タ8の割込端子(NMI、ノンマスカブルインタラブ
ド)に印加されるとともに、インバータ17を介して割
込端子(IRQ、インタラブドリクエスト)に印加され
る。18はノッキングの有無、程度に応じて点火タイミ
ング信号を遅角した信号を増幅する増幅器、19はイグ
ナイタである。
20は電源、21はスタートスイッチ、22はレギュレ
ータ、23は抵抗、24はコンデンサであシ、抵抗23
とコンデンサ24の接続点がマイクロコンビーータ8の
リセクト端子(l(、S’l”)K接続されている。
第2図は第1図におけるマイクロコンビーータ8の機能
をブロックで示している。
第2図において、25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25は、ノ
イズゲート信号(第3図(d))のH”の期間における
積分器4の出力を、例えば遂次比較法によI) A/D
変換し、このA/D変換された値Vadを、例えば次式
によりなまし削算することによって平均化して平均レベ
ルV +nをめる。
Vmi = Van(i−+ ) + (Vad−Vm
(1−1))/W ・−・(2)ここで、Vmiは今回
の演算結果、Vm(i−t)は前回の演算結果、Wはな
寸し係数である。さらに、ノッキング判定レベル算出手
段25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 x K −l−OS ・・・・・
・・・・・・・・・・・(3)ここで、K、O8はそれ
ぞれ定数である。このノッキング判定レベル算出手段2
5でめられたノッキング判定レベルが1)/A変換器7
でアナログ信号に変換され、比較器6に入力されるもの
である。
26は周期演算手段であり、この周期演算手段26は、
波形整形回路J6の出力信号(点火タイミング信号)に
基づいて、点火から次の点火までの周期が算出される。
この周期演算手段26は、クロックパルス発生器と点火
タイミング信号の立」ニリタ・1ミングでリセットされ
る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
数をカラ/りで言1数するものである。27は周期演算
手段26でめられた周期を基にして単位クランク角度(
例えば1°CA、)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。
28.29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28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゜CA)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CA) えば7轟当する時間経過後に立下るノックゲート信号(
第3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29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900CA
、)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°C
A)に相当する時間経過後に立下るノイズゲート信号(
第3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。
9は比較器6より出力されるノックパルスにより順次シ
フトされる8ビツトのシフトレジスタ、30は計数手段
であり、この計数手段30は、シフトレジスタ9より出
力されるオーバーフロー信号を計数する。すなわち、ノ
ックパルスがシフトレジスタ9に8個入力される毎にシ
フトレジスタ9よりオーバーフロー信号が出力される。
31は計数手段300割数値を8倍する乗算手段、32
は乗算手段31の乗算結果と、シフトレジスタ9の保持
値とを加算する加算手段であり、この加算手段32によ
る加勢結果は、点火から次の点火までの期間において比
較器6よシ出力されだノックパルス数となる。加算手段
32の加算結果がノッキング判定手段33に入力されて
ノッキングの有無、程度が判定される。34はノッキン
グ判定手段33による判定結果に応じたクシンク角度だ
け波形整形回路16の出力(点火タイミング信号)を遅
角する遅角制御手段であり、この遅角制御手段:し1の
出力が増幅2:÷18に印加される。
以上のように、−1−記従来例ではノッキングの有無、
程度に応じて点火タイミング信号を遅角し、ノッキング
を回避している。
しかしながら、上記従来例においては、第1図に示すよ
うに波形整形回路16の出力(点火タイミング信号)を
マイクロコンビーータ8の(NM丁)端子、すなわちソ
フトウェアによりマスクできない外部割込端子に印加す
るため、電源投入時に誤動作する欠点がある。すなわち
、電源投入後R,AM12に初期値が設定される前に、
(NM了)端子に点火タイミング信号が入力されて割込
処理が行なわれる結果、誤動作するものである。
第4図は上記誤動作が生じるタイミングを示している。
第4図(a)は電源電圧(Vcc )の変化を示してお
シ、スタートスイッチ21をONすると、コンデンサ2
4が充電され、コンデンサ24の端子間電圧が上昇する
。コンデンサ24の端子間電圧が所定値に達すると、リ
セット信号入力部14より、第4図(b)に示すリセッ
ト信号が生じ、CI〕U1.1かりセントされる。CP
IJ]4かり七ノドされると、初期値設定ルーチン(す
なわち、第5図に示すように1(、A、M12をクリア
するRAMクリア処理およびRAM12に初期値を設定
する初期値設定処理)が行なわれ、続いて通常ルーチン
に移行する。第4図(1))におけるタイミング(T、
)はCPUIIをリセットするタイミング、タイミング
(T2) l’J: RAM ] 2への初期値設定が
終了したタイミングを示す。第4図(C)に示すように
、 ICAM12への初期値設定が終了する前に、点火
タイミング信号が(NM了)端子に入力されると、誤動
作が生じ、マイクロコンピュータ8がs*tt t*す
ることがある。
発明の目的 本発明は、」二記従来の欠点を除去するものであり、マ
イクロコンビコータのリセット時の誤動作を防止するこ
とを目的とするものである。
発明の構成 本発明は、」二記目的を達成するだめにCPUのリセッ
ト後、+?、AMへの初期値設定が終了するまでの期間
、外部割込端r・への入力を禁止するものである。
実施例の説明 以下に本発明の第1の実施例について、第6図第7図と
ともに説明する。
第6図におhて、35は単安定マルチバイブレータ(M
M、)であり、このMIVI35はコンデンサ24の端
子間電圧が所定値に達した際にトリガーされ、所定時間
(例えば1m5)経過後に出力が反転する。第7図(C
)はMM35の出力を示している。
36は論理積(AND)回路であり、このA N I)
回路36には波形整形回路16の出力とM M 35の
出力とが入力される。
本実施例では、MM35の設定時間を、CI) Ull
がリセットされRAM12に初期値が設定される時間よ
り長クシ、かつMM35が反転した後に(NM丁)端子
への入力を可能としているため、RAM12に初期値が
設定される前に割込みが生じることがなく、誤動作が防
止されるものでちる。
次に本発明の第2の実施例について第8図、第9図、第
10図とともに説明する。
第8図において、37は論理積(A、 N D )回路
、38はマイクロコンピュータ8の入出力ボート10の
出力ボートより出力される出力信号を反転するインバー
タであり、このインバータ38の出力と波形整形回路J
6の出力とがAND回路37に入力される。
第8図において、スタートスイッチ21をONすると、
CI)Ullがリセットされ入出力ボートが用″になり
、初期値設定ルーチンが開始される。
初期値設定ルーチンは第9図に示すように、まずIt、
 A、 M 1.2をクリアし、次にJLAM]2に初
期値を設定し、次に出力ボートの出力を用゛よシ゛L゛
にし、その後通常ルーチンに移行する。
本実施例は、初期値設定ルーチンにおいて、必ず1もA
MI2への初期値設定後に’II”よジ゛L″に変化す
る出力ボートの出力を利用し、この出力ボートの出力、
をインバータ38で反転し、AND回路37に入力する
ものであり、本実施例によればItAM]2への初期値
が設定された後でないと、(N M I ) n1f−
r−への入力が受入れられないことになり、前記誤動作
が防1Fできるものである。なお第10図(a)(b)
(C)(d)は、それぞれ電源電圧(Vcc )、CP
UIIへのりセント信号、出力ボートの出ツバインバー
タ37の出力を示している。まだ第10図におけるタイ
ミング(T3)は、 I(、A、M l 2ヘノ初期値
設定終了タイミング(T2)後に出カポ・−1・出力が
°′L”に在るタイミングである。
なお、上記第1、第2の実施例は、いずれも電源投入時
の誤動作を防止する例であるが、ウォッチドッグタイマ
によりマイクロコア′、−ピユータの動作を監視し、マ
イクロコンビコータが異常状態になった場合にCPUを
リセットする7ノキング制御装置においても、本発明が
適用できるものである。壕だ、ソフトウェアによりCP
 Uを自己診断して異常と判定された結果、プログラム
の始めに戻すノッキング制御装置においても本発明が適
用できるものである。
発明の効果 本発明は上記のような構成であり、ソフトウェアにより
マスクできない外部割込端子への点火タイミング信号の
入力を禁止する禁止手段を設けているため、マイクロコ
ンピュータのり七ノド後でIt A、 Mへの初期値設
定終了前に点火タイミング信恋 号が入力されることなく、RAMへの初期値が設定され
る前に点火タイミング信号が入力されることによる誤動
作を防止できる利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のノッキング制御装置のブロック図、第2
図は第1図におけるマイクロコンピュータを機能ブロッ
クで示す図、第3図は同装置の動作説明図、第4図は同
装置のタイミングチャート、第5図は同装置の初期値設
定ルーチンを示す図、第6図は本発明の一実施例におけ
るノンキング制御装置のブロック図、第7図は同装置の
タイミングチー)・−ト、第8図は本発明の他の実施例
のブロック図、第9図は同装置の初期値設定ルーチンを
示す図、第10図は同装置のタイミングチャートである
。 1・・・7ノキングセンザ、2−’%域フィルタ、3−
・整流器、4 積分R’f、5・・アナログスイッチ回
路、6・・・比較器、7 ディジタルアナログ変換器、
8・・・マイクロコンピュータ、9・・・シフトレジス
タ、10・・・入出力ボート、11・・・中央処理装置
(CPU)、12・・・ランダムアクセスメモリ(IL
AM)、13・・・リードオンリーメモリ(ROM )
、14 ・リセット信号入力部、15・ピックアップコ
イル、16・・・波形整形回路、17・・・インバータ
、18・・増幅器、19・・イグナイタ、20・・電源
、21・・・スタートスイッチ、22 ・レギュレータ
、23 ・抵抗、24・・・コンデンサ、25・・・ノ
ッキング判定レベル算出手段、26・・・周期演算手段
、27・・単位クランク角度時間演算手段、28・・ノ
ックゲート信号発生手段、29・・・ノイズゲート信号
発生手段、30・・計数手段、31・乗算手段、32・
・・加算手段、33・・ノッキング判定手段、34・・
・遅角制御手段、35・・・単安定マルチバイブレータ
(MM)、36・・・論理積(人ND)回路、37・論
理積(AND)回路、38・インバータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第3
図 4図 第5図 第 7 図 5VIOIJ 丁f 12

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ソフトウェアによシマスフできない外部割込端
    子に入力される点火タイミング信号を、ノッキングの有
    無、程度に応じて遅角制御するマイクロコンピュータと
    、このマイクロコンピュータをリセットするり七ソト手
    段と、上記マイクロコンピータかり七ノドされてから上
    記マイクロコンピュータのランタン、アクセスメモリ(
    RAM)へ初期値が設定されるまでの期間、上記外部割
    込端子への上記点火タイミング信号の入力を禁止する禁
    止手段とを具備したノンキング制御装置。
  2. (2) マイクロコンピュータのリセット動作、に伴っ
    て動作し、所定時間後に出力が反転する単安定マルヂバ
    イプレークと、この単安定マルチバイブレータの出力と
    点火タイミング信号とが入力される論理積(ANI))
    回路とで禁止手段を構成してなる’I’f i!′1“
    請求の範囲第1項記載のノッキング制御装置。
  3. (3) マイクロコンピュータかり七ノドされ、ランダ
    ムアクセスメモリへの初期値設定が終了した後に゛Lル
    ベルに変化する出力ポートの出力を反転するインバータ
    と、このインパークの出力と点火タイミング信号とが入
    力される論理積(A、 N +) )回路とで禁止手段
    を構成してなる特許請求の範囲第1項記載のノンキング
    制御装置。
JP58223669A 1983-11-28 1983-11-28 ノッキング制御装置 Pending JPS60116862A (ja)

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