JPH04244933A - エンジンのノッキング検出装置 - Google Patents

エンジンのノッキング検出装置

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JPH04244933A
JPH04244933A JP3032018A JP3201891A JPH04244933A JP H04244933 A JPH04244933 A JP H04244933A JP 3032018 A JP3032018 A JP 3032018A JP 3201891 A JP3201891 A JP 3201891A JP H04244933 A JPH04244933 A JP H04244933A
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knock
knocking
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engine
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Takayuki Sogawa
能之 十川
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Fuji Heavy Industries Ltd
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用エンジンにおい
て、ノックセンサからの燃焼振動の信号によりノッキン
グの有無を検出するノッキング検出装置に関し、詳しく
は、ノック信号をマイコンでＡ／Ｄ変換してノッキング
検出及びバックグランドレベル算出するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用エンジンの点火時期や過給圧の制
御には、ノッキング検出装置のノック有無の判断信号を
用いて最適に制御するシステムがある。この場合のノッ
キング検出装置は、例えばノックセンサからの信号を適
当な倍率で増幅し、フィルタによりノッキング成分を抽
出し、その波形を中心値に対して整流する。そして、整
流信号の一方によりノイズレベルに応じたバックグラン
ドレベルを求め、他方の信号をバックグランドレベルと
比較してノック発生の有無を判断するものがある。これ
を実現する手段は、アナログ回路が主体であるため、回
路面積，コスト，アナログ素子の経時変化による検出特
性の変化、マッチング時の工数等において問題が多い。 一方、近年高速Ａ／Ｄ変換器付のマイコンが普及してき
ており、上記アナログ回路処理によるノッキング検出を
マイコン処理で行うことが要求されている。
【０００３】従来、この種のノッキング検出装置に関し
ては、例えば特開昭５９−１９３３３３号公報の先行技
術がある。ここで、筒内圧力センサからの圧力信号をチ
ャージアンプ，ＢＰＦ（バンドパスフィルタ），整流器
を介して積分器に入力する。そして、前記入力後の圧力
信号をクランク角の信号で上死点前の所定角度範囲と上
死点後の所定角度範囲でそれぞれ積分し、これらの積分
値の比を演算し、この値を運転状態に応じた基準値と比
較してノッキング判断することが示されている。
【０００４】また、バックグランドレベルの設定に関し
ては、例えば特開昭６２−７９３２０号公報の先行技術
がある。ここで、筒内圧力センサのノッキング信号レベ
ルの平均値によりバックグランドレベルを算出し、信号
レベルがグランド値の所定倍以上のときはグランド値の
更新を中止することが示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術の前者のものにあっては、アナログ的に積分するため
回路や制御が複雑化する。また、燃焼圧力のピークが上
死点近傍のような場合には、正確にノッキングを検出で
きないことがある。先行技術の後者のものにあっては、
ノッキング信号レベルの特に大きいものはバックグラン
ドレベルの算出に参照しないので、正確性に欠ける等の
問題がある。
【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、ノッキング検出及びバッ
クグランドレベル算出をマイコンでデジタル的に処理し
て行い、ハードウェアを簡略化し、制御の精度等を向上
することが可能なエンジンのノッキング検出装置を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明のエンジンのノッキング検出装置は、ノックセ
ンサの振動に応じた周波数信号が処理して入力されるＡ
／Ｄ変換器付マイコンと、このＡ／Ｄ変換器付マイコン
との間でデータ交換して少なくとも点火時期を制御する
エンジン制御マイコンとを備え、上記Ａ／Ｄ変換器付マ
イコンは、ノッキング検出手段として少なくとも連続し
てデジタル値をサンプリングするＡ／Ｄ変換ステップと
、このデジタル値とバックグランドレベルとの差を検出
区間にわたり積分するステップと、積分値を判定レベル
と比較してノッキング判定すると共にノック強度を求め
るステップとを有することを主要な特徴としている。
【０００８】
【作用】このような手段によれば、ノックセンサの信号
がＡ／Ｄ変換器付マイコンでデジタル値に変換して演算
処理されるので、ノッキング検出やバックグランドレベ
ル算出が高い精度で行われる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１においてノッキング検出装置の制御系につい
て説明すると、符号１は燃焼時のエンジン本体の振動を
検出するノックセンサであり、このノックセンサ１の振
動信号がアンプ２で所定の増幅率で増幅され、フィルタ
３により必要な周波数成分を抽出して高速のＡ／Ｄ変換
器付マイコン４に入力する。また、クランク角センサ５
のクランク角信号もこのＡ／Ｄ変換器付マイコン４に入
力して、ノック検出区間の設定，エンジン運転状態の判
断等に用いられる。そしてＡ／Ｄ変換器付マイコン４で
検出されたノック判定信号及びノック強度は、エンジン
制御マイコン６に入力して点火時期の制御に用いられ、
この点火信号が点火コイル７に入力する。このエンジン
制御マイコン６は、Ａ／Ｄ変換器付マイコン４との間で
相互にデータ交換できるものであり、更にエアフローメ
ータ８、スロットルセンサ９等から信号入力すると共に
、燃料噴射信号をインジェクタ１０にも出力するように
構成されている。
【００１０】次に、図２のフローチャートと図３の信号
波形を用いてノッキング検出の制御について説明する。 先ず、点火後に所定のノッキング検出区間θｋ（例えば
ＡＴＤＣ１０〜５０度）が設定され、その区間θｋに入
るとステップＳ１でＡ／Ｄ変換器によるノック信号のデ
ジタル変換がスタートする。そして、ステップＳ２でデ
ータＰを初期化し、ステップＳ３でサンプル区間θｋの
終了時刻をセットしてステップＳ４に進むのであり、こ
うして図３のように、デジタル変換した値ＫＮＡＤｎ（
ｎ＝１，２，…）が高速（例えば１０〜２０μｓ）で連
続して入力する。ステップＳ５でこのデジタル値ＫＮＡ
Ｄｎと入力信号の中心電圧ＡＤＣＮＴとの差の絶対値が
、エンジン運転状態により予め算出されるバックグラン
ドレベルＢＧＬと図３のように比較され、絶対値の方が
大きい場合はステップＳ６で両者の差の値Ｋｎを図３の
ように算出する。即ち、Ｋｎ＝｜ＫＮＡＤｎ−ＡＤＣＮ
Ｔ｜−ＢＧＬを求める。そして、ステップＳ７でこの差
の値Ｋｎを積算し、ステップＳ８でサンプル区間θｋが
終了すると、ステップＳ９に進んで差の値Ｋｎの積分値
ＫＮＰを図３のように算出する。即ち、
【数１】 を求める。その後、ステップＳ１０にて予めエンジン運
転状態に応じて設定されるノック判定の比較レベルＫＮ
ＬＶＬと比較し、この比較レベルＫＮＬＶＬより小さい
場合はステップＳ１１に進んでノック判定フラッグをク
リアする。また、比較レベルＫＮＬＶＬより大きい場合
はステップＳ１２に進んで、ノック判定フラッグをセッ
トしてノッキング判定し、このときの積分値ＫＮＰをノ
ック強度として検出する。
【００１１】この実施例により、エンジンの燃焼サイク
ルのノック検出区間において、ノックセンサ１で検出さ
れた振動の周波数信号がマイコン４に入力してデジタル
値ＫＮＡＤｎに連続的に変換され、このデジタル値ＫＮ
ＡＤｎを用いて処理される。即ち、正負のデジタル値Ｋ
ＮＡＤｎのバックグランドレベルＢＧＬに対する増大量
を積算し、この増大量の積算値Ｋｎが積分される。従っ
て、この場合の積分値ＫＮＰはノックの大きさに応じた
ものになり、この積分値ＫＮＰを用いて適確にノッキン
グの有無，ノック強度が検出される。
【００１２】次いで、図４のフローチャートにおいてバ
ックグランドレベルを同様にＡ／Ｄ変換し、マイコン４
で処理して算出する実施例について説明する。先ず、こ
の場合もエンジンのサイクル中に所定のバックグランド
レベル検出区間θв（例えばＡＴＤＣ１０〜５０度）が
設定され、この区間θвは上述のノック検出区間θｋと
重複する場合もある。そこで、この区間θвに入るとス
テップＳ２１でノック信号のＡ／Ｄ変換がスタートし、
ステップＳ２２でデータＰ及びデータ数Ｎを初期化する
。そして、ステップＳ２３で検出区間θвの終了時刻を
セットし、ステップＳ２４で高速で連続してＡ／Ｄ変換
したデジタル値ＢＧＡＤｎ（ｎ＝１，２，…）を得て、
ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７に進み、このデジタル
値ＢＧＡＤｎと検出区間で得られたデータ数Ｎ及び入力
信号の中心電圧ＡＤＣＮＴにより、１回の燃焼サイクル
でのデジタル値ＢＧＡＤｎの振幅平均値ＢＧＡＶＥを以
下のように算出する。
【数２】 また、振幅平均値ＢＧＡＶＥのサイクル間での変動を吸
収するため、ステップＳ２８，Ｓ２９でサイクル毎に得
られる振幅平均値ＢＧＡＶＥに対して加重平均を行って
振幅平均値ＢＧＡＶＥを更新する。即ち、新振幅平均値
ＢＧＡＶＥｎｅｗ　は、算出振幅平均値ＢＧＡＶＥ、旧
振幅平均値ＢＧＡＶＥｏｌｄ　及び加重平均率Ｘにより
以下のように算出する。 　　　　ＢＧＡＶＥｎｅｗ　＝（１／Ｘ）・｛ＢＧＡＶ
Ｅ＋（Ｘ−１）ＢＧＡＶＥｏｌｄ｝その後、ステップＳ
３０で予めエンジンの運転条件に応じて設定されたバッ
クグランド係数ＫＢＧを用いて、バックグランドレベル
ＢＧＬを以下のように算出する。 ＢＧＬ＝ＫＢＧ・ＢＧＡＶＥｎｅｗ
【００１３】この実施例により、ノックセンサ１の信号
をＡ／Ｄ変換したデジタル値をＡ／Ｄ変換器付マイコン
４で処理してバックグランドレベルも算出される。そし
て、このバックグランドレベルはサイクル毎に振幅平均
値が加重平均されることで、サイクル間の変動の少ない
最適なものになり、上述のノッキング検出のしきい値に
用いられる。以上、本発明の実施例について説明したが
、これのみに限定されない。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ノ
ックセンサの信号によるノッキング検出及びバックグラ
ンドレベルの算出を、Ａ／Ｄ変換器付マイコンでデジタ
ル値に変換し、これを演算処理して行うように構成され
るので、アナログシステムに比べてハードウェアを簡略
化することができ、特に複数のノックセンサに対応する
場合に効果が大きい。また、経時変化による特性劣化が
少ない。マッチングに必要な工数が少ない。更に、ノッ
キング検出及びバックグランドレベル算出特性の設定自
由度が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエンジンのノッキング検出装置の
一実施例を示す制御系ブロック図である。
【図２】一実施例におけるＡ／Ｄ変換器付マイコンのノ
ッキング検出手段の処理手順を示すフローチャートであ
る。
【図３】一実施例におけるノッキング検出手段の処理デ
ータの波形図である。
【図４】一実施例におけるＡ／Ｄ変換器付マイコンのバ
ックグランドレベル算出手段の処理手順を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
１　　ノックセンサ ２　　アンプ ３　　フィルタ ４　　Ａ／Ｄ変換器付マイコン ５　　クランク角センサ ６　　エンジン制御マイコン ７　　点火コイル ８　　エアフローメータ ９　　スロットルセンサ １０　　インジェクタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　ノックセンサの振動に応じた周波数信
    号が処理して入力されるＡ／Ｄ変換器付マイコンと、こ
    のＡ／Ｄ変換器付マイコンとの間でデータ交換して少な
    くとも点火時期を制御するエンジン制御マイコンとを備
    え、上記Ａ／Ｄ変換器付マイコンは、ノッキング検出手
    段として少なくとも連続してデジタル値をサンプリング
    するＡ／Ｄ変換ステップと、このデジタル値とバックグ
    ランドレベルとの差を検出区間にわたり積分するステッ
    プと、積分値を判定レベルと比較してノッキング判定す
    ると共にノック強度を求めるステップとを有することを
    特徴とするエンジンのノッキング検出装置。
  2. 【請求項２】　　上記バックグランドレベルの算出手段
    として、上記Ａ／Ｄ変換されたデジタル値とそのデータ
    数から検出区間内の振幅平均を求めるステップと、この
    振幅平均値を加重平均するステップと、加重平均値に係
    数を乗算してバックグランドレベルを算出するステップ
    とを有することを特徴とする請求項１記載のエンジンの
    ノッキング検出装置。
JP3032018A 1991-01-31 1991-01-31 エンジンのノッキング検出装置 Pending JPH04244933A (ja)

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