JPH0326778B2 - - Google Patents

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JPH0326778B2
JPH0326778B2 JP58132485A JP13248583A JPH0326778B2 JP H0326778 B2 JPH0326778 B2 JP H0326778B2 JP 58132485 A JP58132485 A JP 58132485A JP 13248583 A JP13248583 A JP 13248583A JP H0326778 B2 JPH0326778 B2 JP H0326778B2
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JP
Japan
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knocking
cylinder
peak value
engine
level
Prior art date
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Application number
JP58132485A
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JPS6024432A (ja
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Katsushi Anzai
Yoshasu Ito
Toshio Suematsu
Juji Takeda
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
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS6024432A publication Critical patent/JPS6024432A/ja
Publication of JPH0326778B2 publication Critical patent/JPH0326778B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

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ツキング判定方法に係
り、特に、機関振動のピーク値と機関振動のバツ
クグラウンドレベルに基づいて定められた判定レ
ベルとを比較することによつてノツキングの発生
の有無を判定する方法の改良に関する。
〔従来の技術〕
気筒内のエンドガスの自己着火に伴つて発生す
る気柱振動であるノツキングが発生したか否かを
判定するにあたつて、各気筒点火後の所定クラン
ク角度範囲(例えば、10゜CA ATDC〜50゜CA
ATDC)における機関振動のピーク値Aと、ノ
ツキングによらない機関振動のレベルすなわちバ
ツクグラウンドレベルBに定数Kを乗算して求め
た相対判定レベルKBとを比較して判定すること
が知られている。ここで、ピーク値Aは振動を電
気信号に変換する圧電素子や磁歪素子等で構成さ
れたノツキングセンサをシリンダブロツクに取付
け、ノツキング固有の周波数帯域(6〜8KHz)
の信号が通過可能なバンドパスフイルタを介して
電気信号をピークホールド回路に入力し、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、相対判定レベルKB
はノツキングによらない振動に対応する電気信号
を積分回路によつて積分した値(バツクグラウン
ドレベル)Bに定数Kを乗算することにより求め
られる。これによつて、ノツキングセンサの出力
特性のばらつきや経時変化によつて、ノツキング
の有無に関わるピーク値Aのレベルが異なつたと
しても、それに応じてバツクグランドレベルが変
化し、相対判定レベルも変化する為に精度良くノ
ツキングの有無を判定することが出来る。
しかし、かかる従来のノツキング判定方法で
は、クランク軸やカム軸の振動、バルブ打音等の
ノイズによりバツクグランドレベルが高くなる
と、相対判定レベルが高くなり、この結果ノツキ
ングが発生しているにも拘らず判定出来ないとい
う問題があつた。このため上記のノツキング判定
方法に加えてバツクグランドレベル変化の影響を
受けない絶対判定レベルを用いてノツキング発生
の有無を判定する方法が特願昭57−150096号公報
に開示されている。この方法によれば、前述した
相対判定レベルに加えてバツクグランドレベル変
化の影響を受けない絶対判定レベルを用いている
為に、ノイズにより相対判定レベルKBがピーク
値Aより高くなりノツキング発生が無いと判定し
た場合でも、ピーク値Aと絶対判定レベルCを比
較するのでノツキング発生の有無を判定出来る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、通常ノツキングセンサはシリン
ダブロツクの略中央部側壁に取付けられているた
め、ノツキングセンサから各気筒までの距離が異
り、各気筒に同一強度のノツキングが発生しても
ノツキングによる振動が距離に比例して減衰さ
れ、検出されるピーク値Aが各気筒について異る
ことになる。このため、最も大きいピーク値が検
出される気筒について誤検出しないように絶対判
定レベルCを設定しなければならず、このように
設定すると検出されるピーク値が小さい気筒につ
いてノツキングの発生の有無を判定できない、と
いう問題が発生する。またシリンダブロツク製作
段階で各気筒についてブロツクの肉厚が異ること
があるため、各気筒でノツキングによる振動の伝
播状態が異りピーク値を検出しにくい気筒と検出
し易い気筒が生じる。このため、ノツキングセン
サを複数個設けてセンサから各気筒までの距離を
同一にしても上記の問題を解消するに至らない。
本発明は上記問題点を解消すべく成されたもの
で、絶対判定レベルを各気筒毎に設定することに
より、ノツキング誤判定が生じないようにした内
燃機関のノツキング判定方法を提供することを目
的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために本発明は、機関振動
を電気信号に変換し、各気筒点火後の所定クラン
ク角度範囲における電気信号のピーク値と電気信
号を積分した値に基づいて定められた相対判定レ
ベルとを比較すると共に、電気信号のピーク値と
各気筒毎に予め定められた絶対判定レベルとを比
較することにより、ノツキング発生の有無を判定
するよう構成したものである。
〔作用〕 上記構成によれば、相対判定レベルに加えて各
気筒毎に絶対判定レベルを設定しているため、相
対判定レベルがノイズにより高くなりノツキング
の判定が不可能となつても各気筒毎に絶対判定レ
ベルと比較することにより、各気筒からノツキン
グセンサ迄の距離やシリンダブロツク形状の差異
に起因するノツキング振動の伝播状態差によつて
生じるピーク値のばらつきがもたらす誤判定を防
止し確実にノツキング判定を可能ならしめる。
〔実施例〕
次に本発明が適用される内燃機関(エンジン)
の一例を第1図を参照して説明する。このエンジ
ンはマイクロコンピユータ等の電子制御回路によ
つ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
ローメータ2は、ダンピングチヤンバ内に回動可
能に設けられたコンペンセーシヨンプレート2A
と、コンペンセーシヨンプレート2Aの開度を検
出するポテンシヨメータ2Bとから構成されてい
る。従つて、吸入空気量はポテンシヨメータ2B
から出力される電圧より検出される。また、エア
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、スロツトル
弁6が配置され、スロツトル弁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1
4A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、
磁歪素子等で構成されて燃焼によるエンジンの振
動を検出するノツキングセンサ18が設けられて
いる。このノツキングセンサ18は、6気筒エン
ジンの場合第2図に示すように第3気筒#3と第
4気筒#4との間に取付けられている。なお、2
0は点火プラグ、22はO2センサ、24はエン
ジン冷却水温を検出する冷却水温センサである。
エンジン本体14に取付けられた点火プラグ2
0は、デイストリビユータ26に接続され、デイ
ストリビユータ26はイグナイタ28に接続され
ている。このデイストリビユータ26には、デイ
ストリビユータハウジングに固定されたピツクア
ツプとデイストリビユータシヤフトに固定された
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ユータ等で
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3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、クロツク(CLOCK)41、
第1の入出力ポート42、第2の入出力ポート4
4、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,ROM3
8,CPU40、CLOCK41、第1の入出力ポー
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により接続
されている。
第1の入出力ポート42には、バツフア(図示
せず)、マルチプレクサ54、アナログデイジタ
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等が接続されている。このマルチプレクサ54
およびA/D変換器56は、第1の入出力ポート
42から出力される制御信号により制御される。
第2の入出力ポート44には、コンパレータ62
を介してO2センサ22が接続されると共に波形
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。ま
た、第2の入出力ポート44には、バンドパスフ
イルタ60、ピークホールド回路61、チヤンネ
ル切換回路66およびA/D変換器68を介して
ノツキングセンサ18が接続されている。このバ
ンドパスフイルタは積分回路63を介してチヤン
ネル切換回路66に接続されている。このチヤン
ネル切換回路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に入力するための制御信号が、
第2の入出力ポート44から入力されており、ま
たピークホールド回路61には、リセツト信号や
ゲート信号が第2の入出力ポート44から入力さ
れている。
また、第1の出力ポート46は駆動回路70を
介してイグナイタ28に接続され、第2の出力ポ
ート48は駆動回路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(または負荷)とで表わされ
る基本点火進のマツプおよび第4図に示すような
各気筒毎に設定された絶対判定レベルCのデータ
等が予め記憶されている。第4図のデータは6気
筒エンジンでかつ第2図に示すようにノツキング
センサを取付けた場合の絶対判定レベルCを示す
ものであり、シリンダブロツクの肉厚を考慮して
いないため第1気筒#1と第6気筒#6、第2気
筒#2と第5気筒#5、第3気筒#3と第4気筒
#4の各々で同一の値の絶対判定レベルが定めら
れている。なお、シリンダブロツクの肉厚等を考
慮する場合には、実験により各絶対判定レベルが
定められる。
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、
本発明の実施例を説明するにあたつて、燃料噴射
制御、空燃比制御、点火時期制御等のルーチンに
ついては従来と同様であるので説明を省略する。
第5図は所定クランク角(例えば、90゜CA
BTDC)で割込まれるルーチンを示すものであ
り、ステツプ80において気筒判別信号とクランク
角基準位置信号とに基づいて点火された気筒が何
番気筒かを判別する。次のステツプ82では、従来
と同様にピークホールド回路に設けられたゲート
を所定クランク角の間開いてノツキングセンサか
ら出力される電気信号のピーク値Aをホールド
し、このホールドされたピーク値AをAD変換し
てRAMの所定エリアに記憶する。また、次のス
テツプ84では、上記ゲートを閉じて電気信号を積
分したバツクグラウンドレベルBをAD変換して
RAMの所定エリアに記憶する。次のステツプ86
では、バツクグラウンドレベルBに定数Kを乗算
した相対判定レベルKBとピーク値Aとを比較
し、ピーク値Aが相対判定レベルKBを越えたと
きにノツキングが発生したと判断してステツプ94
においてノツキングフラグfをセツトする。
一方、ピーク値Aが相対判定レベルKB以下と
なつたときにはステツプ88において現在点火され
た気筒に対する絶対判定レベルCをROMから読
出し、ステツプ90においてピーク値Aと絶対判定
レベルCとを比較する。そして、ピーク値が絶対
判定レベルCを越えているときにノツキングが発
生したと判断してステツプ94においてノツキング
フラグfをセツトし、ピーク値が絶対判定レベル
C以下のときはノツキングが発生していないと判
断してステツプ92においてノツキングフラグfを
リセツトする。
次のルーチンでは、上記のようにセツトリセツ
トされたノツキングフラグfに基づいて、ノツキ
ングが発生したとき点火時期を遅角させかつノツ
キングが発生しないとき点火時期を進角させるよ
うイグナイタを制御する。
なお、上記ではエアフローメータにより吸入空
気量を検出するエンジンに本発明を適用した例に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなくスロツトル弁下流側に配置した圧力セ
ンサにより吸気管圧力を検出するエンジン等につ
いても適用することが可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、相対判定レベルが異常に上昇
した場合でも絶対判定レベルが各気筒について設
定されているから、電気信号ピーク値と比較判定
することにより、ノツキングに関する振動の伝播
状態差によつて生じる電気信号ピーク値のばらつ
きによる誤判定を防止し確実にノツキング判定を
可能ならしめる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用されるエンジンの一例を
示す概略図、第2図はノツキングセンサの取付け
状態を示す説明図、第3図は第1図の電子制御回
路を示すブロツク図、第4図は絶対判定レベルの
記憶状態を示す説明図、第5図は本発明の実施例
における処理ルーチンを示す流れ図である。 18……ノツキングセンサ、26……デイスト
リビユータ、34……電子制御回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 機関振動を電気信号に変換し、各気筒点火後
    の所定クランク角度範囲における電気信号のピー
    ク値と電気信号を積分した値に基づいて定められ
    た相対判定レベルとを比較すると共に、電気信号
    のピーク値と各気筒毎に予め定められた絶対判定
    レベルとを比較することにより、ノツキング発生
    の有無を判定する内燃機関のノツキング判定方
    法。
JP13248583A 1983-07-20 1983-07-20 内燃機関のノツキング判定方法 Granted JPS6024432A (ja)

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JP13248583A JPS6024432A (ja) 1983-07-20 1983-07-20 内燃機関のノツキング判定方法

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JPS6024432A JPS6024432A (ja) 1985-02-07
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5857074A (ja) * 1981-09-30 1983-04-05 Nippon Denso Co Ltd 内燃機関の点火時期制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5857074A (ja) * 1981-09-30 1983-04-05 Nippon Denso Co Ltd 内燃機関の点火時期制御装置

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