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JPS6314766B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6314766B2
JPS6314766B2 JP55038967A JP3896780A JPS6314766B2 JP S6314766 B2 JPS6314766 B2 JP S6314766B2 JP 55038967 A JP55038967 A JP 55038967A JP 3896780 A JP3896780 A JP 3896780A JP S6314766 B2 JPS6314766 B2 JP S6314766B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
knocking
data
rotation angle
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55038967A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56137128A (en
Inventor
Akio Hosaka
Shigeo Aono
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP3896780A priority Critical patent/JPS56137128A/ja
Priority to DE3111988A priority patent/DE3111988C2/de
Priority to US06/247,905 priority patent/US4461257A/en
Priority to FR8106255A priority patent/FR2486161A1/fr
Priority to GB8109716A priority patent/GB2075590B/en
Publication of JPS56137128A publication Critical patent/JPS56137128A/ja
Publication of JPS6314766B2 publication Critical patent/JPS6314766B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015Engines misfires

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、エンジンに発生するノツキングを
抑制又は回避するためのノツキング制御方法に関
するものである。
エンジンの燃費や性能をよくするためには、エ
ンジンの圧縮比を上げ、点火時期を進めればよい
ことが知られているが、これを行なうとノツキン
グが発生し易くなるため、それを検出して点火時
期を遅らせるように制御する等の適切な処置をす
る必要がある(例えば、特開昭53―60430号公報
参照)。
そのためのノツキング検出方法としては従来、
エンジンの気筒内圧力を測定してノツキングを検
出する方法と、エンジンの振動を測定して検出す
る方法等があつた。
すなわち、前者は、ノツキングが発生しない場
合気筒内圧力はエンジン回転角に対して第1図に
実線で示すように滑らかに変化するが、ノツキン
グが発生すると異常燃焼のために破線で示すよう
に激しく変化することを利用し、その圧力変化を
測定してノツキングの発生の有無を判定する方法
であり、後者は、前記の急激な圧力変化に起因す
るエンジンの異常振動を測定してノツキングの発
生の有無を判定する方法である。
しかしながら、このような従来のノツキング検
出方法にあつては、エンジン気筒内の高温,高圧
に耐え得る圧力センサや、エンジンの微少振動を
検出し得る高感度の振動センサが必要であるた
め、高価になるという欠点があつた。また、圧力
検出の場合は圧力センサの恒久性を確保すること
が困難であり、振動検出の場合はノツキングによ
る振動を正確に判定するために振動センサの検出
信号レベルを大きくしようとすると、その可動部
の変位量を大きくしなければならず、そのために
やはり振動センサの耐久性を確保することが難し
くなる問題もあつた。
この発明は、このように高価でしかも耐久性に
問題のある圧力センサや振動センサを使用せずに
ノツキングの発生を確実に検出して、そのノツキ
ングを抑制又は回避できるようにすることを目的
とする。
そのため、この発明によるノツキング制御方法
は、エンジンの上死点付近における所定の回転角
度範囲において、エンジン回転速度の変動量を検
出し、該変動量が所定値より大きい時には点火時
期を遅らせるようにする。
次に、このノツキング制御方法の作用を説明す
る。
一般に、エンジンにノツキングが発生していな
ければ、気筒内の圧力はエンジン回転角に対して
第1図に実線で示すように変化し、それによつて
エンジン回転速度は第2図に実線で示すようにゆ
るやかに変化するが、ノツキングが発生すると第
1図に破線で示すような急激な圧力変化の発生に
伴い、エンジン回転速度の変化が第2図に破線で
示すように正常時より激しくなる。
そして、ノツキングの発生によつてこのように
エンジン回転速度が激しく変化する期間は、第2
図から分るようにエンジン回転角のある範囲に限
定され、これは点火直後、すなわち燃焼の開始直
後からしばらくの間で、略上死点付近である。
そこで、この発明によれば、エンジンの上死点
付近における所定の回転角度範囲において、エン
ジンの変動量を検出してその変動量が所定値より
大きいか否かによつてノツキングが発生したかど
うかを確実に判断し、所定値より大きい時には、
ノツキングが発生しているが、点火時期を遅らせ
ることによりそのノツキングの発生を抑制又は回
避することができる。
しかも、この方法によれば、従来から点火時期
を決定するための角度パルスを発生させるために
用いられているエンジンの回転角検出手段を利用
してエンジン回転速度の変動量を検出することが
できるので、高価で耐久性に問題のある圧力セン
サや振動センサを用いる必要がなくなる。
以下、この発明によるノツキング制御方法を点
火時期制御装置に適用した実施例を添付図面の第
3図以降を参照しながら説明する。
第3図において、エンジン回転角検出手段1は
エンジンの一定回転角毎にパルス信号aおよびb
を発生する。例えば6気筒エンジンにこの発明を
適用した場合、第4図に示すように、パルス信号
aはエンジン回転角1゜毎に立上り、立下りを繰返
し、パルス信号bは120゜毎に立上る。
エンジン回転角検出手段1としては、例えば電
磁ピツクアツプとギアの組合せ、発光・受光装置
とスリツト付円板の組合せ、感磁素子と磁石を取
り付けた円板の組合せ等多くのものが既に公知で
ある。
周期測定手段2は、第5図に示すようにクロツ
ク発振器21とカウンタ22とタイミング制御回
路23とからなり、パルス信号aの周期を演算・
記憶手段としてのマイクロコンピユータ(以下
「マイコン」と云う)3に制御されて測定する。
すなわち、マイコン3によつて制御されるタイ
ミング制御回路23はパルス信号aに同期した例
えば1゜毎に立上る割込要求信号iをマイコン3へ
出力し、マイコン3がそれに応じてエンジン回転
角1゜毎に、カウンタ22がクロツク発振器21か
らのクロツク信号cをカウントしたカウントデー
タhを読み込んで記憶し、例えばそのデータ間の
差を算出してパルス信号aの周期を測定するよう
になつている。
マイコン3は、第6図に示すように中央処理装
置(CPU)31、後述するプログラムを格納し
たリード・オンリー・メモリROM32及び各種
演算データを一時記憶するランダム・アクセス・
メモリRAM32等からなり、測定された周期デ
ータを記憶したり、そのデータを演算処理してエ
ンジン回転速度の瞬時値を算出したり、エンジン
の上死点付近の所定の回転角度範囲において、そ
のエンジン回転速度の瞬時値変動量を算出してそ
の変動量の大きさによつてノツキングの有無を判
定してそれに応じた点火時期データfと通電角デ
ータeを点火信号発生手段4へ出力したり、さら
に前記変動量に応じた信号gをノツク表示系の
D/A変換器5へ出力したりする。なお、これら
の詳細は後述する。
点火信号発生手段4は第8図に示すように、マ
イコンからの点火時期データfを受けてそれを記
憶するレジスタ41と、マイコンからの通電角デ
ータeを受けてそれを記憶するレジスタ42と、
パルス信号bによつてリセツトされ、パルス信号
aをカウントし、パルス信号bが入るエンジン回
転角を基準にしたエンジンの回転角度位置の現在
値を測定するカウンタ43と、カウンタ43の測
定値とレジスタ41の値を比較して、一致した時
にフリツプ・フロツプ44の出力である点火信号
jをリセツトする比較器45と、カウンタ43の
測定値とレジスタ42の値を比較して、一致した
時に前記フリツプ・フロツプ44の出力である点
火信号jをセツトする比較器46などから構成さ
れ、点火時期データfに対応したエンジン回転角
度で点火した即ち、図示しない点火コイルの1次
電流を遮断し、通電角データeに対応したエンジ
ン回転角で点火コイルの1次電流の通電を開始す
るような点火信号jを発する。
D/A変換器5はマイコン3から出力されるエ
ンジン回転速度の瞬時値の変動量に応じたデジタ
ル信号gをアナログ信号mに変換し、そのアナロ
グ信号mによつて例えば指針式メータ等からなる
表示器6を駆動して変動量の大きさ、すなわちノ
ツキング発生程度を表示する。なお、マイコン3
からのデジタル信号gの代りに、ノツキングの有
無を示すオン・オフ信号を用いて、ランプ,ブザ
ー等の表示器を作動させるようにしても良く、ま
たノツキング発生程度を数段階に分けて表示する
ようにしても良い。
次に上記のように構成された実施例におけるマ
イコン3の動作を第7図イ〜ハに示すフロー図を
参照して説明する。
先ず、電源が入ると第7図イに示すように、
「リセツト」の状態から動作を開始し、各種入力
データを読み込む。入力データは第3図において
は図示していないが、エンジンの負荷状態を示す
信号(例えば吸入空気量,吸気圧,スロツトル開
度),エンジン冷却水温度,吸入空気温度,電源
(バツテリ)電圧などの信号である。
これらのデータを基に点火時期を決定する訳で
あるが、先ず後述するエンジン回転速度測定結果
のデータとエンジン負荷状態を示すデータに対応
して基本点火時期を算出する。読いて冷却水温,
吸気温度等による点火時期の補正を行なう。次に
エンジン回転速度や電源電圧によらず点火エネル
ギーが一定となるように点火コイルの1次電流の
通電角をそれらに応じて算出する。そして、これ
らの演算を繰返し行なつて常に最も新しいデータ
をマイコン3のRAM33に記憶しておく。
次に、ノツキングの有無の判定方法について説
明する。前述のように、周期測定手段2を用いて
パルス信号aの周期を測定するが、その測定デー
タは第5図に示したタイミング制御回路23から
の1゜毎に発生する割込要求信号iによつてコール
される割込処理プログラムをマイコン3のCPU
31が実行して得られる。
この割込要求信号iが入力すると、今まで第7
図イの演算処理を繰返し実行していたCPU31
は、それを一時中断して同図ロの「1゜割り込み」
から始まる演算処理を優先的に実行する。
先ず、カウンタ22のカウントデータhを読み
込む。読いて、そのデータと前回読み込んだデー
タとから信号aの立上りから立下りあるいは立下
りから立上りまでの周期tを算出し、それを
RAM33に記憶しておく。次に、同様にして前
回算出してRAM33に記憶した周期データと今
回算出した周期データとの差Δtを算出する。
なお、周期tはエンジン回転速度の瞬時値の逆
数であるからその差Δtが大きい程回転速度の変
動量も大きくなるため、このΔtの大きさによつ
て回転速度の瞬時値の変動量を知ることができ
る。
もちろん、エンジン回転速度の瞬時値を求めて
から両者の差をとつて変動量を直接求めても良
い。
そこで、Δtを所定の基準値と比較して、その
基準値より大きければノツク有りと判定し、小さ
ければノツク無しと判定して、その判定結果を
RAM33に記憶しておく。
なお、この判定あるいはこの判定を行なうため
のエンジン回転速度の変動量に対応するΔtの算
出は、エンジンの上死点付近における所定の回転
角度範囲において行なう。
例えば、パルス信号bが上死点付近で発生する
ようにエンジン回転角度検出手段1を設定してお
き、そのパルス信号bが入つた直後にのみ上述の
判定を行なうようにする。
また、周期tの逆数を計算してエンジン回転速
度の瞬時値を求め、それを前述の基本点火時期の
算出等に利用する。
なお、周期データの差Δtを算出した時点で、
その大きさに応じたデジタル信号gをD/A変換
器5に出力し、それを介して表示器6に回転変動
の大きさ、すなわちノツキングの発生具合を表示
する(第3図参照)。
以上の演算処理を終了すると、再び同図イの
「リセツト」から始まる演算処理を、中断してい
たところに戻つて再開する。
次に、ノツク判定結果に従つて点火時期を補正
する方法に就て説明する。
パルス信号bすなわちエンジン回転角120゜の信
号がマイコン3のCPU31に入力すると、第7
図ハの「120゜割り込み」から始まる演算処理を開
始する。。
先ず同図ロに示す演算処理で判定し、RAM3
3に記憶されたノツク判定結果をチエツクし、ノ
ツク有りの場合は同図イに示す演算処理で算出
し,補正された点火時期を遅らせる方向に補正
し、ノツク無しの場合は、既に遅らせる補正が行
なわれている場合には補正量を徐々に小さくして
補正量をゼロに戻し、補正が行なわれていない場
合には、そのまま補正しないで点火時期データf
と通電角データeを点火信号発生手段4へ出力す
る。そして、点火信号発生手段4はこれらの両デ
ータf,eとエンジン回転角検出手段1からのパ
ルス信号a,bとから点火信号jを発生し、それ
によつて図示しない点火コイルの通電を制御し、
配電器,点火栓をを介してノツキングの発生を抑
制又は回避するような点火を行なう。
以上説明したのはこの発明の基本的実施例であ
るが、次に他の実施例について説明する。
6気筒以外のエンジンに適用する場合にはパル
ス信号bを変えれば良く、例えば4気筒エンジン
の場合には180゜毎に、また8気筒エンジンの場合
には90゜毎に、すなわち720゜÷(気筒数)の角度毎
にパルスを発生するようにする。
周期測定は必ずしも1゜毎に行なわなくても良
い。例えば、2゜毎に行なう場合、パルス信号aを
2゜毎に変化するように変えても良いし、パルス信
号aの立上りから次の立上りまでの周期を測定し
ても良い。
さらに、演算処理において、2回測定した結果
毎にΔtを算出するようにしても良い。このよう
に周期をゆつくりにすると、演算処理速度の遅い
安価なマイコンやその周辺回路が使えるという利
点がある。
ノツキングの有無の判定については、基準値を
エンジンの運転状態に応じて変えると、さらに正
確に判定できる。例えばエンジン回転速度が低い
場合には、ノツキングによるエンジン回転速度の
変動量の絶対値が小さいが、回転速度が高い場合
にはその変動量の絶対値が大きくなる。従つて基
準値を回転速度変化に応じて変化させると良い。
なお、周基データの差Δtに回転速度に応じた
値を乗じて、一定の基準値と比較しても同様の効
果が得られる。
さらに、エンジン回転速度以外の要因によつ
て、例えば冷却水温度やエンジン負荷,車速等に
よつて基準値を変えたり、Δtを補正しても良い。
以上説明したように、この発明によれば、エン
ジンの上死付近における所定の回転角度範囲での
エンジン回転速度の変動量の大きさによつてノツ
キングの有無を判定し、その変動量が所定値より
大きい時には点火時期を遅らせるようにしたの
で、従来のような高価で耐久性に問題のある圧力
センサや振動センサを用いずに、従来から点火時
期を決定するための角度パルスを発生するのに用
いられているエンジン回転角検出手段を利用し
て、エンジン回転速度の変動量からノツキングの
有無を判断して点火時期を制御することができ、
それによつて、常に確実にノツキングの発生を抑
制又は回避することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、エンジン気筒内圧力とエンジン回転
角の関係を示す線図である。第2図は、エンジン
回転速度とエンジン回転角の関係を示す線図であ
る。第3図は、この発明の実施例を示すブロツク
図である。第4図は、エンジン回転角検出手段の
出力パルス信号の波形図である。第5図は、周期
測定手段の構成を示すブロツク図である。第6図
は、マイクロコンピユータの基本構成を示すブロ
ツク図である。第7図イ〜ハは、夫々マイクロコ
ンピユータの動作を示すフロー図である。第8図
は、点火信号発生手段の構成を示すブロツク図で
ある。 1……エンジン回転角検出手段、2……周期測
定手段、3……マイクロコンピユータ(演算・記
憶手段)、4……点火信号発生手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンジンの上死点付近における所定の回転角
    度範囲において、エンジン回転速度の変動量を検
    出し、該変動量が所定値より大きい時には点火時
    期を遅らせることを特徴とするノツキング制御方
    法。
JP3896780A 1980-03-28 1980-03-28 Knocking detection Granted JPS56137128A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3896780A JPS56137128A (en) 1980-03-28 1980-03-28 Knocking detection
DE3111988A DE3111988C2 (de) 1980-03-28 1981-03-26 Vorrichtung und Verfahren zur Vermeidung von Motorklopfen bei Brennkraftmaschinen durch Regelung des Zündzeitpunktes
US06/247,905 US4461257A (en) 1980-03-28 1981-03-26 Method and system for controlling engine ignition timing
FR8106255A FR2486161A1 (fr) 1980-03-28 1981-03-27 Procede et systeme pour regler l'avance a l'allumage d'un moteur en fonction de la presence ou de l'absence du cliquetis ou cognement dans ce moteur
GB8109716A GB2075590B (en) 1980-03-28 1981-03-27 Method and system for controlling engine ignition timing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3896780A JPS56137128A (en) 1980-03-28 1980-03-28 Knocking detection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56137128A JPS56137128A (en) 1981-10-26
JPS6314766B2 true JPS6314766B2 (ja) 1988-04-01

Family

ID=12539923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3896780A Granted JPS56137128A (en) 1980-03-28 1980-03-28 Knocking detection

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Families Citing this family (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59100836A (ja) * 1982-12-02 1984-06-11 Nissan Motor Co Ltd エンジンの振動検出装置
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JPS52154905A (en) * 1976-06-17 1977-12-23 Ono Sokki Seisakusho Kk Method of inspecting abnormality in engine

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JPS56137128A (en) 1981-10-26

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