JPH0759933B2

JPH0759933B2 - 内燃機関用ノツク制御装置

Info

Publication number: JPH0759933B2
Application number: JP61282439A
Authority: JP
Inventors: 榊原　　浩二; 寛原口; 誠一郎西川
Original assignee: 日本電装株式会社
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1986-11-26
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPS63134860A

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クを検出して点火時期などのノ
ック制御要因を制御する内燃機関用ノック制御装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来この種のものとして、ノックセンサ出力の強度値の
分布形状によりノック状態を検出して、ノック判定レベ
ルを補正するものが考えられている（例えば、特開昭60
−243369号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第２図はノックセンサ信号の所定区間内の最大値VPEAK
を多数個サンプリングしたときの累積％分布を対数正規
確立紙上にかいたものである。センサ信号過小時の分布
（ａ）は、信号処理回路の特性上ある値以下の出力がで
なくなるため、破線で示すごとく本来直線であるべき分
布が実線で示すごとく折れまがってしまっている。ま
た、センサ信号過大時の分布（ｂ）は、出力が飽和して
いるため、破線で示す本来の折れ点が実線で示すごとく
かくれてしまっている。

このような状況では、ノック状態を正確に検出すること
ができないため、判定レベルを誤った方向へ補正する恐
れがあるという問題がある。

そこで本発明はノック強度値が過小または過大になった
ときには判定レベルの補正を禁止して、判定レベルの誤
った方向への補正を防止することを目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本発明は、第１図に示すごとく、内燃機関のノ
ックを検出するためのノックセンサと、このノックセン
サの信号から所定区間のノック強度値Ｖを検出するノッ
ク強度値検出手段と、このノック強度値Ｖを平均化して
得られるベース値を所定倍してノック判定レベルV_refを
作成する判定レベル作成手段と、前記ノック強度値Ｖと
ノック判定レベルV_refとの比較によりノックの有無を判
定するノック判定手段と、この判定結果に応じて点火時
期あるいは空燃比等のノック制御要因を制御する駆動手
段とを備える内燃機関用ノック制御装置において、前記ノック強度値Ｖを多サイクルサンプリングしたとき
に得られる分布形状が所定の形状か否かに応じてノック
状態を検出するノック状態検出手段と、この平均的なノ
ック状態の検出結果に応じて前記分布形状が所定の形状
となるように前記ベース値を所定倍する際の倍率を補正
することにより前記ノック判定レベルを補正するノック
判定レベル補正手段と、前記ノック強度値Ｖの過大ある
いは過小の少なくとも一方を判断する過小・過大判断手
段と、この結果に応じてノック強度値Ｖが過大あるいは
過小のとき前記判定レベル補正手段による分布形状の判
別結果に伴う前記倍率の補正を禁止する補正禁止手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関用ノック制御装置を
提供するものである。

〔作用〕

これにより、過小・過大判断手段によりノック強度値Ｖ
の過大あるいは過小の少なくとも一方を判断すると補正
禁止手段により判定レベル補正手段による分布形状の判
別結果に伴う倍率の補正を禁止する。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例により説明する。第３図は
本発明の一実施例を示す構成図である。第３図におい
て、１は４気筒４サイクルエンジン、２はエアクリー
ナ、３はエンジン１の吸入空気量を検出しこれに応じた
信号を出力するエアフローメータ、４はスロットル弁、
５はエンジン１の基準クランク角度位置（たとえば上死
点）を検出するための基準角センサ5Aと、エンジン１の
一定クランク角度毎に出力信号を発生するクランク角セ
ンサ5Bを内蔵したディストリビュータである。６はエン
ジン１のノック現象に対応したエンジンブロックの振動
を圧電素子式（ピエゾ素子式）、電磁式（マグネット，
コイル）等によって検出するためのノックセンサ、７は
ノックセンサの出力を気筒毎にピークホールドするピー
クホールド回路部である。９はエンジンの冷却水温に応
じた信号を発生する水温センサ、12はスロットル弁４が
全閉状態であるときに信号を出すための全閉スイッチ
（アイドルスイッチ）、13はスロットル弁４がほぼ全開
状態であるときに信号を出力するための全開スイッチ
（パワースイッチ）、14は排気ガスの空燃比（A/F）が
理論空燃比に比べて濃い（リッチ）か薄い（リーン）か
に応じて出力信号を発生するO₂センサである。

８は前記各センサ及び各スイッチからの入出力信号状態
に応じてエンジンの点火時期及び空燃比を制御するため
の点火時期制御回路、10は制御回路８から出力される点
火時期制御信号を受けてイグニションコイルへの通電遮
断を行うイグナイタ及びイグニションコイルである。イ
グニションコイルで発生した高電圧はディストリビュー
タ５の配電部を通して適切な時期に所定の気筒の点火プ
ラグに印加される。11は制御回路８で決定された燃料噴
射時間（τ）に基づいて吸気マニホルドに燃料を噴射す
るためのインジェクターである。

次に第４図を用いてピークホールド回路部７の詳細構成
を説明する。第４図の701はノックセンサ６の出力信号
をノック周波数成分のみ選別して取出すためのバンドパ
ス，ハイパス等のフィルタ、702は増幅器、703は制御回
路８からの気筒切換信号を基に702より出力されるノッ
クセンサの信号を例えばコンデンサ等によりピークホー
ルドをするピークホールド回路である。

次に制御回路８の詳細構成及び動作を第５図に従って説
明する。第５図において8000は点火時期及び燃料噴射量
を演算するための中央処理ユニット（CPU）で８ビット
構成のマイクロプロセッサを用いている。8001は制御プ
ログラム及び演算に必要な制御定数を記憶しておくため
の読み出し専用の記憶ユニット（ROM）、8002はCPU8000
がプログラムに従って動作中演算データを一時記憶する
ための一時記憶ユニット（RAM）である。8002は基準角
センサ5Aの出力信号を波形整形するための波形整形回
路、8003は同じくクランク角センサ5Bの出力信号を波形
整形するための波形整形回路である。

8005は外部あるいは内部信号によってCPU8000に割り込
み処理を行わせるための割込制御部、8006はCPU動作の
基本周期となるクロック周期毎にひとつずつカウンタ値
が上がるように構成された16ビットのタイマである。こ
のタイマ8006と割込制御部8005によってエンジン回転
数、及びクロンク角度位置が次のようにして検出され
る。すなわち基準角センサ5Aの出力信号により割込みが
発生するごとにCPU8000はタイマのカウント値を読み出
す。タイマのカウント値はクロック周期（例えば１μ
ｓ）毎に上っていくため、今回の割込時のカウント値と
先回の割込時のカウント値との差を計算することによ
り、基準角センサ信号の時間間隔すなわちエンジン１回
転に要する時間が計測できる。こうしてエンジン回転数
が求められる。また、クランク角度位置は、クランク角
センサ5Bの信号が一定クランク角度（たとえば30℃Ａ）
毎に出力されるので基準角センサ5Aの上死点信号を基準
にしてそのときのクランク角度を30℃Ａ単位で知ること
ができる。この30℃Ａ毎のクランク角度信号は点火時期
制御信号発生の基準点と、ピークホールド回路703の気
筒切換信号に使用される。

8007は複数のアナログ信号を適時切換えてアナログ−デ
ジタル変換器（A/D変換器）8008に導びくためのマルチ
プレクサであり、切換時期は出力ポート8010から出力さ
れる制御信号により制御される。本実施例においては、
アナログ信号としてノックセンサ信号のピークホールド
回路部７からの出力信号と、エアフロメータ３からの吸
入空気量信号及び水温センサ９からの水温信号が入力さ
れる。8008はアナログ信号をデジタル信号に変換するた
めのA/D変換器である。8009はデジタル信号のための入
力ポートであり、このポートには本実施例の場合アイド
ルスイッチ12からのアイドル信号、パワースイッチ13か
らのパワー信号、O₂センサ14からのリッチ，リーン信号
が入力される。8010はデジタル信号を出力するための出
力ポートである。この出力ポートからはイグナイタ10に
対する点火時期制御信号、インジェクタ11に対する燃料
噴射信号、ピークホールド回路７に対する気筒切換信
号、マルチプレクサ11に対する制御信号が出力される。
8011はCPUバスであり、CPU8000はこのバス信号線に制御
信号及びデータ信号を乗せ、周辺回路の制御及びデータ
の送受を行う。

以上、本発明を実現するための装置の構成について説明
したので、第６図のフローチャートを用いて、ノックコ
ントロールの内容を説明する。

ステップ100からノックコントロールルーチンが始まる
と、ステップ200でノック強度値Ｖを取り込む。この強
度値Ｖは、例えば、ノックセンサ信号の所定区間内の最
大ピーク値である。

ステップ300では、ノック判定レベルV_refを次のように
作成する。

V_ref＝Ｋ×KC×V50 ここで、ＫはあらかじめROMに書き込まれた定数であ
り、エンジン回転数のテーブルになっている。KCは判定
レベル補正用Ｋ値であり、ステップ700で作成される。
また、このKCもエンジン回転数、エンジン一回転当りの
吸入空気量Q/Nのテーブルで待ち、かつ、バックアップ
することが望ましい。V50はＶの分布の中央値であり、
気筒別にステップ500で作成される。

ステップ400では、ノック判定および遅角量の算出をす
る。

ステップ500では、ノック状態検出用パラメータを更新
する。

ステップ600では、判定レベル補正条件が成立したかの
判断をする。

ステップ700では、判定レベルの補正を行う。

ステップ800では、ノック状態検出用パラメータを初期
化する。

ステップ900でノックコントロールルーチンが終了す
る。

第７図のフローチャートを用いて、第６図のステップ40
0を詳細に説明する。

ステップ4001からノック判定および遅角量算出のルーチ
ンが始まると、ステップ4002でエンジンがノックコント
ロール領域かを判断し、YESならばステップ4003へ進
む。ステップ4003では、ノックがあったかをＶとV_refと
の大・小関係から判断し、YES（Ｖ≧V_ref）ならば、ス
テップ4004へ進む。ステップ4004では、遅角量Ｒを所定
量ΔＲだけ増す。

ステップ4003でNOと判断された場合はステップ4007へ進
み、ノックなしが所定期間続いたかを判断し、YESなら
ばステップ4008へ、NOならばステップ4009へ進む。ステ
ップ4008では、遅角量Ｒを所定量ΔＲだけ減らす。ステ
ップ4009では、遅角量Ｒを所定範囲内へガードする。

ステップ4002でNOと判断された場合はステップ4010へ進
み、遅角量Ｒに初期値ROを設定する。

ステップ4011で本ルーチンが終了する。

第８図を用いて、第６図のステップ500を詳細に説明す
る。

ステップ5001からノック状態検出用パラメータの更新が
始まると、ステップ5002で、今回とり込まれたＶがV50
より大きいか判断し、YESならばステップ5003へ進む。
ステップ5003では、レベルVhを次のように作成する。

Vh＝（Ａ＋Ｄ）×V50 ここで、Ａはステップ700で作成される気筒別の変数で
ある。Ｄはあらかじめ定められた定数であるが、エンジ
ン回転数,Q/Nのテーブルとして種々の値を持つようにし
てもよい。

次のステップ5004ではVhを所定値以下にガードする。次
にステップ5005へ進み、Ｖ≧Vhの判断を行い、YESなら
ばステップ5006へ、NOならばステップ5007へ進む。ステ
ップ5006では、ノック状態検出用カウンタCPHL（気筒
別）をインクリメントする。次にステップ5007へ進み、
V50をDV50だけ大きくする。

ステップ5002でNOと判断された場合はステップ5008へ進
み、Ｖ＜V50の判断を行う。ここで、YESと判断された場
合はステップ5009へ進み、Ａ×Ｖ≦V50の判断を行う。
ここで、YESと判断された場合はステップ5010へ進み、
ノック状態検出用カウンタCPHLをデクリメントする。次
にステップ5011へ進み、V50をDV50だけ小さくする。次
にステップ5012へ進み、現在処理を行っている気筒のＡ
フラグをセットする。

ステップ5008および5009でNOと判断された場合はステッ
プ5013へ進む。

ステップ5013では、DV50を次ように設定する。

次にステップ5014へ進み、DV50を所定範囲内へガードす
る。ステップ5015で本ルーチンが終了する。

第９図のフローチャートを用いて、第６図のステップ60
0を詳細に説明する。

ステップ6001から判定レベル補正条件成立の判断のルー
チンが始まると、ステップ6002で、前回のステップ6003
以降の全気筒の処理が終了した時点から所定機関経過し
たかの判断を行う。そして、YESの場合はステップ6003
へ、NOの場合はステップ900へ進む。こうすることによ
り、ステップ6003の処理が所定期間ごとに実行されるこ
とになる。

ステップ6003では、V50min≦V50≦V50maxの判断を行
い、YESならばステップ6004へ、NOならばステップ800へ
進む。ここで、V50minとV50maxはあらかじめROMに設定
しておく定数ある。

ステップ6004ではノックコントロール領域内かを判断
し、YESならばステップ6005へ、NOならばステップ7010
へ進む。

ステップ6005で本ルーチンは終了して、ステップ700へ
進む。

第10図のフーローチャートを用いて、第６図のステップ
700を詳細に説明する。ステップ7001から判定レベルの
補正ルーチンが始まると、ステップ7002へ進み、ノック
状態が大きするかの判断を行う。例えば、CPHL＞０また
はＡ≧Amaxのときノック状態が大きすぎると判断する。
そして、YESの場合はステップ7005へ進み、判定レベル
を小さくする。具体的にはKCを所定量DKだけ小さくす
る。

ステップ7002でNOと判断された場合はステップ7006へ進
み、ノック状態が小さすぎるかを判断する。例えば、CP
HL＜０のときノック状態が小さすぎると判断する。そし
て、YESの場合はステップ7008へ進み、判定レベルを小
さくする。具体的にはKCを所定量DKだけ大きくする。

ステップ7009では判定レベルを所定範囲内へガードす
る。具体的にはKCをKCminとKCmaxの間へガードする。こ
のKCminとKCmaxはエンジン回転数のテーブルでもつこと
が望ましい。

ステップ7010では、対象気筒のＡフラグがセットされて
いるかを判断する。そして、YESならばステップ7011
へ、NOならば7012へ進む。ステップ7011では、Ａを所定
量DAだけ大きくし、ステップ7012では、Ａを所定量DAだ
け小さくする。次にステップ7014へ進み、全気筒の処理
が終了したかを判断する。そして、YESならばステップ7
015へ、NOならば次の気筒の処理をステップ6003から始
める。ステップ7015で本ルーチンが終了する。

第11図を用いて、第６図のステップ800を詳細に説明す
る。ステップ8001からノック状態検出用パラメータの初
期化ルーチンが始まると、ステップ8002へ進み、CPHL,A
フラグをクリアーする。次にステップ8003へ進み、全気
筒の処理が終了したかの判断を行う。そして、YESの場
合はステップ8004へ進み、NOの場合は次の気筒について
ステップ8002の処理を行う。ステップ8004で本ルーチン
が終了する。

なお、上述した実施例では、第９図のステップ6003に示
すごとく判定レベル補正を許可する条件として、V50min
≦V50≦V50maxとしたが、Vmin≦V50/AかつVh≦Vmaxとし
てもよい。ここで、Vmin,Vmaxはあらかじめ設定してお
く定数である。また、場合によっては、ノック強度値が
過大のときと過小のときとの一方のときのみ判定レベル
の補正を禁止するようにしてもよい。

また、上述した実施例においては、ノックの有無に応じ
て点火時期を制御するようにしたが、空燃比，過給圧等
の他のノック制御要因を制御するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、ノック強度値が過
大または過小になったときには判定レベル補正手段によ
る分布形状の判別結果に伴う倍率の補正を禁止して、ノ
ック強度値Ｖを多サイクルサンプリングした時に得られ
る分布形状が所定の分布形状になるようにノック判定レ
ベルを補正する際の、ノックセンサ信号過大時や過小時
の分布形状の判別ができないことに対する、判定レベル
の誤った方向への補正を防止し、判定レベルの誤った方
向への補正によるノックの誤判定を防止することができ
るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる装置の構成を明示するための全体
構成図、第２図（ａ），（ｂ）はノックセンサ出力信号
の最大値Ｖの累積％分布図、第３図は本発明を実施する
ための装置の一実施例を示す図、第４図は第３図中のピ
ークホールド回路部の構成図、第５図は第３図中の制御
回路の詳細構成図、第６図は本発明におけるノックコン
トロールの手順を示すフローチャート、第７図〜第11図
は第６図中の各ステップ400〜800をより詳細に示すフロ
ーチャートである。１……エンジン,5……ディストリビュータ,6……ノック
センサ,7……ピークホールド回路部,8……点火時期制御
回路,10……イグナイタおよびイグニッションコイル,70
3……ピークホールド回路,8000……中央処理ユニット,8
001……ROM,8002……RAM。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関のノックを検出するノックセンサ
と、このノックセンサの信号から所定区間のノック強度
値Ｖを検出するノック強度値検出手段と、このノック強
度値Ｖを平均化して得られるベース値を所定倍してノッ
ク判定レベルV_refを作成する判定レベル作成手段と、前
記ノック強度値Ｖとノック判定レベルV_refとの比較によ
りノックの有無を判定するノック判定手段と、この判定
結果に応じて点火時期あるいは空燃比等のノック制御要
因を制御する駆動手段とを備えたノック制御装置におい
て、前記ノック強度値Ｖを多サイクルサンプリングした時に
得られる分布形状が所定の形状か否かに応じてノック状
態を検出するノック状態検出手段と、この平均的なノッ
ク状態の検出結果に応じて分布形状が所定の形状になる
ように前記ベース値を所定倍するための倍率を補正する
ことにより前記ノック判定レベルV_refを補正する判定レ
ベル補正手段と、前記ノック強度値Ｖの過大あるいは過
小の少なくとも一方を判断する過小・過大判断手段と、
この結果に応じてノック強度値Ｖが過大あるいは過小の
とき前記判定レベル補正手段による分布形状の判別結果
に伴う前記倍率の補正を禁止する補正禁止手段とを備え
たことを特徴とする内燃機関用ノック制御装置。
【請求項２】前記ベース値は前記ノック強度値Ｖを多サ
イクルサンプリングした時に得られる分布の中央値より
なる特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用ノック制御
装置。
【請求項３】前記過小・過大判断手段は前記ベース値に
基づいて前記ノック強度値Ｖの過大あるいは過小の少な
くとも一方を判断するものである特許請求の範囲第１項
または第２項記載の内燃機関用ノック制御装置。