JP2002030985A - 内燃機関用ノック制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノック検出周波数の切替時においても、内燃
機関におけるノック発生の有無を正確に判定しノック制
御可能とすること。 【解決手段】 ＳＣＦ（スイッチトキャパシタフィル
タ）による濾波信号のレベル推移に対応したバックグラ
ンドレベルＶBGが算出される（ステップＳ３０１）。ま
た、ＳＣＦの濾波周波数帯域に応じて選定された適合定
数Ｋが選定される（ステップＳ３０３、ステップＳ３０
４）。この選定された適合定数Ｋに基づき切替えられた
ノック判定レベルＶJLとＳＣＦによる濾波信号のピーク
値とが比較されることにより、内燃機関におけるノック
発生の有無が正確に判定される（ステップＳ３０５）。
このようにして得られた判定結果によれば、内燃機関の
運転状態を適切に制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関における
ノック発生の有無を検出し、内燃機関の運転状態を制御
する内燃機関用ノック制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関用ノック制御装置に関連
する先行技術文献としては、特開平７−１０３８５６号
公報にて開示されたものが知られている。このもので
は、スイッチトキャパシタフィルタのノック検出周波数
の切替えに際し、最新のバックグランドレベルＶBGに適
合定数Ｋを乗算してノック判定レベルＶJLを求め、この
ノック判定レベルＶJLとスイッチトキャパシタフィルタ
による濾波信号のピーク値ＶP とが比較され、内燃機関
におけるノック発生の有無を判定する技術が示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ノック検出
周波数を切替えたとき、検出される周波数のノイズ量が
変化し、これに連れてバックグランドレベルも変化する
ためノック検出周波数に見合った適合定数Ｋがあること
が分かった。即ち、適合定数Ｋを固定値として求めたノ
ック判定レベルを用いると、ノイズ発生をノック発生と
誤判定することがあり、この際には、点火時期の不適切
な遅角制御が行われ、内燃機関の出力低下が発生する。
また、ノック発生を適切に検出できないときには、点火
時期の進角制御によってノック音が大きくなるという不
具合があった。

【０００４】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、ノック検出周波数の切替時に
おいても、内燃機関におけるノック発生の有無を正確に
判定しノック制御可能な内燃機関用ノック制御装置の提
供を課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の内燃機関用ノ
ック制御装置によれば、信号検出手段からの振動波形信
号からノック特有の周波数帯域の信号を濾波する周波数
切替手段で切替えられた帯域通過フィルタの濾波周波数
帯域と、バックグランドレベル演算手段で算出される帯
域通過フィルタによる濾波信号のレベル推移に対応した
バックグランドレベルとに基づき、判定レベル切替手段
でノック判定レベルが切替えられる。このノック判定レ
ベルと帯域通過フィルタによる濾波信号とがノック判定
手段で比較されることにより、内燃機関におけるノック
発生の有無が正確に判定される。このようにして得られ
た判定結果によってノック制御手段では、内燃機関の運
転状態が適切に制御される。

【０００６】請求項２の内燃機関用ノック制御装置にお
ける周波数切替手段では、内燃機関の機関回転速度に応
じて帯域通過フィルタの濾波周波数帯域が切替えられる
ことで、帯域通過フィルタによる内燃機関におけるノッ
ク発生の有無が正確に判定される。

【０００７】請求項３の内燃機関用ノック制御装置にお
ける周波数切替手段では、内燃機関の負荷に応じて帯域
通過フィルタの濾波周波数帯域が切替えられることで、
帯域通過フィルタによる内燃機関におけるノック発生の
有無が正確に判定される。

【０００８】請求項４の内燃機関用ノック制御装置にお
ける判定レベル切替手段では、ノック判定レベルにおけ
る適合定数が内燃機関の運転状態に応じたものに切替え
られることで、帯域通過フィルタによる内燃機関におけ
るノック発生の有無が正確に判定される。

【０００９】請求項５の内燃機関用ノック制御装置にお
ける判定レベル切替手段では、ベース値に所定の補正量
を加減算して適合定数が得られることで必要な記憶容量
を最小にすることができ、この適合定数に基づき切替え
られるノック判定レベルによれば、帯域通過フィルタに
よる内燃機関におけるノック発生の有無が正確に判定さ
れる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。

【００１１】図１は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関用ノック制御装置における全体構成を示す
ブロック図である。

【００１２】図１において、図示しない内燃機関に取付
けられ、内燃機関で発生する振動を検出するノックセン
サ１、このノックセンサ１からの出力信号を入力しノッ
ク特有の周波数帯域の信号を濾波するスイッチトキャパ
シタフィルタ（Switched Capacitor Filter;以下、単に
『ＳＣＦ』と記す）２、内燃機関のクランクシャフト回
転数を検出する回転数センサ３、この回転数センサ３に
より検出される機関回転速度ＮＥに基づきＳＣＦ２のフ
ィルタ特性を制御するフィルタ制御回路４、制御される
ＳＣＦ２の濾波信号に基づき内燃機関におけるノック発
生の有無を検出するノック検出回路５、このノック検出
回路５によりノック発生が検出されたとき、ノック発生
状態を抑制すべく点火時期等を制御するノック抑制回路
６からなる。

【００１３】次に、上述の各回路の詳細な構成及び機
能、動作について詳述する。

【００１４】まず、ノックセンサ１の出力信号からノッ
ク特有の周波数帯域信号を濾波するＳＣＦ２は、例え
ば、図２に示すような構成からなり、ここでは、２次の
ＳＣＦを用いている。このＳＣＦ２は、コンデンサ２１
ａ〜２１ｇ、例えば、ＦＥＴからなるスイッチング素子
２２ａ〜２２ｅ及びオペアンプ（演算増幅器）２３，２
４を備えている。そして、スイッチング素子２２ａ〜２
２ｅを、図２に実線にて示す状態と破線にて示す状態と
に切替えるようスイッチング動作させることによって、
その切替速度（スイッチング周期）に対応した中心周波
数を持って入力端子Ｖinに入力される信号を帯域濾波す
る特定周波数帯域通過フィルタとしてのバンドパスフィ
ルタとして機能する。

【００１５】図２に示すＳＣＦ２では、中心周波数ｆ0
が次式（１）にて設定されているものとする。ここで、
ｆCLK はスイッチング素子２２ａ〜２２ｅをスイッチン
グ動作させるべくフィルタ制御回路４から出力されるス
イッチング駆動信号の周波数、即ち、これらスイッチン
グ素子２２ａ〜２２ｅのスイッチング周波数である。

【００１６】

【数１】 ｆ0 ＝ｆCLK ／２０ ・・・（１）

【００１７】また、フィルタ制御回路４は、回転数セン
サ３により検出される機関回転速度ＮＥに基づき、スイ
ッチング周波数ｆCLK を決定するための値ｎを設定する
ｎ設定部４１及び設定された値ｎに応じたスイッチング
周波数ｆCLK を持つスイッチング駆動信号を生成してこ
れをＳＣＦ２に対し出力する駆動信号発生部４２を備え
ている。

【００１８】このうち、ｎ設定部４１は、例えば、図３
に示すフローチャートの処理手順に従って値ｎが自動設
定される。即ち、機関回転速度ＮＥが回転数センサ３に
よって検出されているものとすると、ｎ設定部４１で
は、図３のステップＳ１０１で、内燃機関の、例えば、
所定クランク角毎にその機関回転速度ＮＥが読込まれ
る。次にステップＳ１０２に移行して、ステップＳ１０
１で読込まれた機関回転速度ＮＥと予め設定されている
所定の機関回転速度ＮＥo とが比較される。この所定の
機関回転速度ＮＥo とは、ノック発生を示す周波数帯域
が変化する内燃機関の運転状態の変化に対応した機関回
転速度として設定されるもので、通常は、例えば、４０
００〔ｒｐｍ〕の機関回転速度に対応した値が選ばれ
る。

【００１９】そして、ステップＳ１０２の判定条件が成
立、即ち、機関回転速度ＮＥが所定の機関回転速度ＮＥ
o 未満と小さいときにはステップＳ１０３に移行し、値
ｎとして「３」が設定されたのち本ルーチンを終了す
る。一方、ステップＳ１０２の判定条件が成立せず、即
ち、機関回転速度ＮＥが所定の機関回転速度ＮＥo 以上
と大きいときにはステップＳ１０４に移行し、値ｎとし
て「２」が設定されたのち本ルーチンを終了する。この
ようにして設定された値ｎは、駆動信号発生部４２に付
与される。

【００２０】駆動信号発生部４２は、例えば、図４に示
すような構成からなり、ｎ設定部４１から付与される値
ｎに対応するスイッチング周波数ｆCLK を持つ駆動信号
を生成する。即ち、図４に示すように、駆動信号発生部
４２において、カウンタ４２１は図示しない水晶発振子
から発振される例えば、周波数１〔ＭＨz 〕のパルス信
号を入力し、このパルス信号の立上がりエッジを計数す
るカウンタであり、コンペアレジスタ４２２はカウンタ
４２１の計数値とｎ設定部４１から付与される値ｎとを
比較して両者の値が一致したとき、カウンタ４２１及び
反転ラッチ回路４２３に対してリセット信号を出力する
回路である。反転ラッチ回路４２３は、リセット信号が
加えられる毎に、即ち、カウンタ４２１がリセットされ
る毎に論理レベルが反転する信号をＳＣＦ２の駆動信号
（スイッチング駆動信号）として出力する。

【００２１】図５及び図６は、ｎ設定部４１を介して設
定された値ｎが「３」または「２」であった場合におけ
る駆動信号発生部４２の動作をそれぞれ示す。例えば、
ｎ設定部４１を介して設定された値ｎが「３」であった
場合、駆動信号発生部４２は、図５に示すように、駆動
信号を生成し出力する。即ち、図５（ａ）に示すよう
に、水晶発振子から発振されている発振パルスに対し、
カウンタ４２１は、その立上がりエッジ毎に、図５
（ｂ）に示すように、カウント１（時刻ｔ1 ）、カウン
ト２（時刻ｔ2 ）、カウント３（時刻ｔ3 ）のようにカ
ウントを進め、計数値がカウント３に達したときに、コ
ンペアレジスタ４２２によりその計数値がリセットされ
る。

【００２２】このような動作が繰返されることにより、
反転ラッチ回路４２３からは、図５（ｃ）に示すよう
に、論理レベルが反転される駆動信号が出力される。こ
こで、値ｎが「３」に設定されている場合には、発振パ
ルスを６分周した周波数の駆動信号が得られることとな
り、発振パルスの周波数が１〔ＭＨz 〕であれば、スイ
ッチング周波数ｆCLK は次式（２）にて設定される周波
数を持つ駆動信号として得られる。

【００２３】

【数２】 ｆCLK ＝１〔ＭＨz 〕／６≒１６７〔ｋＨz 〕 ・・・（２）

【００２４】一方、ｎ設定部４１を介して設定された値
ｎが「２」である場合には、駆動信号発生部４２は、図
６に示すように、駆動信号を発生し出力する。即ち、図
６（ａ）に示すように、水晶発振子から発振されている
発振パルスに対し、カウンタ４２１は、その立上がりエ
ッジ毎に、図６（ｂ）に示すように、カウント１（時刻
ｔ1 ）、カウント２（時刻ｔ2 ）のようにカウントを進
め、計数値がカウント２に達したときに、コンペアレジ
スタ４２２によりその計数値がリセットされる。このよ
うな動作が繰返されることにより、反転ラッチ回路４２
３からは、図６（ｃ）に示すように、論理レベルが反転
される駆動信号が出力される。ここで、値ｎが「２」に
設定されている場合には、発振パルスを４分周した周波
数の駆動信号が得られることとなり、発振パルスの周波
数が１〔ＭＨz 〕であれば、スイッチング周波数ｆCLK
は次式（３）にて設定される周波数を持つ駆動信号とし
て得られる。

【００２５】

【数３】 ｆCLK ＝１〔ＭＨz 〕／４＝２５０〔ｋＨz 〕 ・・・（３）

【００２６】上述したＳＣＦ２は、このような駆動信号
に基づきスイッチング素子２２ａ〜２２ｅが駆動され、
その中心周波数ｆ0 （濾波周波数帯域）が切替えられ
る。図７にＳＣＦ２の周波数特性を示すように、駆動信
号の周波数ｆCLK として１６７〔ｋＨz 〕が選ばれてい
る場合、即ち、機関回転速度ＮＥが所定値ＮＥo 未満と
小さく、値ｎが「３」に設定されている場合には、ＳＣ
Ｆ２は次式（４）にて算出される中心周波数ｆ0 を持つ
特定周波数帯域通過フィルタとなる。

【００２７】

【数４】 ｆ0 ＝１６７〔ｋＨz 〕／２０≒８．３〔ｋＨz 〕 ・・・（４）

【００２８】また、駆動信号の周波数ｆCLK として２５
０〔ｋＨz 〕が選ばれている場合、即ち、機関回転速度
ＮＥが所定値ＮＥo 以上と大きく、値ｎが「２」に設定
されている場合には、ＳＣＦ２は次式（５）にて算出さ
れる中心周波数ｆ0 を持つ特定周波数帯域通過フィルタ
となる。

【００２９】

【数５】 ｆ0 ＝２５０〔ｋＨz 〕／２０＝１２．５〔ｋＨz 〕 ・・・（５）

【００３０】ノック検出回路５は、上述の周波数特性を
持ってノックセンサ１の出力信号を濾波するＳＣＦ２の
濾波信号に基づき、内燃機関のノック発生の有無を検出
する回路であり、図１に示すように、ピークホールド部
５１、バックグランドレベル演算部５２、徐変テーブル
５３、更新量演算部５４、判定レベル演算部５５及び判
定部５６を備えている。ここで、ピークホールド部５１
は入力される濾波信号を内燃機関の所定クランク角間毎
にピークホールドする部分である。このピークホールド
された信号であるピーク値ＶP は、ノック強度値に対応
し、バックグランドレベル演算部５２及び判定部５６に
対してそれぞれ出力される。

【００３１】バックグランドレベル演算部５２は、ピー
クホールド部５１からのピーク値ＶP を内燃機関の例え
ば、点火サイクル所定回数分だけ平均化処理しバックグ
ランドレベルＶBGを求めると共に、このバックグランド
レベルＶBGとその都度のピーク値ＶP とを比較し、ピー
ク値ＶP がバックグランドレベルＶBGより大きいときに
は、所定の更新量ΔＶが加算されバックグランドレベル
ＶBGが更新される（ＶBG←ＶBG＋ΔＶ）。一方、ピーク
値ＶP がバックグランドレベルＶBGより小さいときに
は、所定の更新量ΔＶが減算されバックグランドレベル
ＶBGが更新される（ＶBG←ＶBG−ΔＶ）。

【００３２】これら更新されたバックグランドレベルＶ
BGは、判定レベル演算部５５に対して出力されると共
に、最新のバックグランドレベルＶBGとして、次回のピ
ーク値ＶP と比較されるべくバックグランドレベル演算
部５２内のメモリ（図示略）に適宜、記憶保持される。

【００３３】また、バックグランドレベル演算部５２で
は、上述したフィルタ制御回路４による値ｎの設定を監
視しており、値ｎの設定切替が行われたとき、即ち、内
燃機関の運転状態が変化したとき（本実施例では、機関
回転速度４０００〔ｒｐｍ〕を境として機関回転速度Ｎ
Ｅが上昇または下降したとき）には、徐変テーブル５３
及び更新量演算部５４との協動のもとに、更に図８に示
すフローチャートに従って処理が実行される。

【００３４】即ち、フィルタ制御回路４によって値ｎが
切替えられたとすると、バックグランドレベル演算部５
２では、図８のステップＳ２０１で、フィルタ制御回路
４によって値ｎが切替えられたかが判定される。ステッ
プＳ２０１の判定条件が成立、即ち、値ｎが切替えられ
たときにはステップＳ２０２に移行し、内蔵する第１カ
ウンタＣ１に値「１０」がセットされる。次にステップ
Ｓ２０３に移行して、この時点での最新のバックグラン
ドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の絶対値が所定値α
を越えているかが判定される。この所定値αとは、値ｎ
の切替直後、即ち、ＳＣＦ２の濾波周波数帯域の変更直
後における濾波信号の極端なレベル変動の有無を監視す
る値である。

【００３５】ステップＳ２０３の判定条件が成立、即
ち、バックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の
絶対値が所定値αを越え大きいときにはステップＳ２０
４に移行し、濾波信号に極端なレベル変動があったとし
て、バックグランドレベル演算部５２にて内蔵する第２
カウンタＣ２に値「１」がセットされる。次にステップ
Ｓ２０５に移行して、ノック判定禁止フラグＦＬＡＧに
値「１」がセットされ、判定部５６によるノック判定が
禁止される。このことは、判定禁止信号ＰＢを通じて判
定部５６に伝達される。

【００３６】一方、ステップＳ２０３の判定条件が成立
せず、即ち、バックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP
との差の絶対値が所定値α未満と小さいときにはステッ
プＳ２０６に移行し、バックグランドレベル演算部５２
にてバックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の
絶対値が後述の所定値β未満であるかが判定される。ス
テップＳ２０６の判定条件が成立、即ち、バックグラン
ドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の絶対値が所定値β
未満と小さいときにはステップＳ２０７に移行し、第２
カウンタＣ２にセットする値が「−１」に変更される。
一方、ステップＳ２０６の判定条件が成立せず、即ち、
バックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の絶対
値が所定値β以上と大きいときにはステップＳ２０８に
移行し、第２カウンタＣ２にセットする値が「０」に変
更される。

【００３７】そして、ステップＳ２０９に移行し、バッ
クグランドレベル演算部５２にて何れの場合もノック判
定禁止フラグＦＬＡＧが「０」にリセットされる。ステ
ップＳ２０５またはステップＳ２０９の処理ののちステ
ップＳ２１０に移行し、第１カウンタＣ１にセットされ
ている値が、第２カウンタＣ２にセットした値による補
正のもとにデクリメントされる（Ｃ１←Ｃ１＋Ｃ２−
１）。

【００３８】ここで、所定値βとは、最新のバックグラ
ンドレベルＶBGに比してピーク値ＶP が安定またはそれ
に近い状態に遷移されたか否かを判定するための値であ
り、バックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の
絶対値が所定値β以上と大きく第２カウンタＣ２に値
「０」がセットされる場合とは、ピーク値ＶP の通常の
過渡状態にあって、第１カウンタＣ１のデクリメントも
「１」ずつ通常に実施されることを意味する。これに対
して、バックグランドレベルＶBGとピーク値ＶPとの差
の絶対値が所定値β未満と小さく第２カウンタＣ２に値
「−１」がセットされる場合とは、ピーク値ＶP の安定
またはそれに近い状態にあって第１カウンタＣ１のデク
リメントが「２」ずつ加速度的に実施されることを意味
する。

【００３９】このようにして、第１カウンタＣ１のデク
リメントを実施したバックグランドレベル演算部５２
は、このデクリメントされた第１カウンタＣ１の値によ
って徐変テーブル５３をアクセスし、徐変テーブル５３
から徐変データＴ（Ｃ１）を読出して更新量演算部５４
に出力する。

【００４０】徐変テーブル５３は、例えば、図９に示す
ように、第１カウンタＣ１の値に対応した徐変データＴ
（Ｃ１）が予め格納されているメモリ（例えば、ＲＯ
Ｍ）テーブルである。即ち、この徐変テーブル５３によ
れば、デクリメントされる第１カウンタＣ１の値が「１
０」〜「７」にあるようなデクリメント初期、即ち、濾
波信号のピーク値ＶP が過渡状態にある初期のうちは、
その徐変データＴ（Ｃ１）として例えば、「５」のよう
に比較的大きな値が読出されるようになるが、デクリメ
ントされる第１カウンタＣ１の値が「６」〜「４」とな
るデクリメント中期、または「３」〜「０」となるデク
リメント後期には、その徐変データＴ（Ｃ１）として例
えば、「３」、「１．５」または「１」のように徐々に
小さな値が読出されるようになる。

【００４１】更新量演算部５４は、図８のステップＳ２
１１で、このように読出される徐変データＴ（Ｃ１）に
基づき更新量ΔＶについて拡張演算を実行する部分であ
り〔ΔＶ←ΔＶ×Ｔ（Ｃ１）〕、この算出された拡張更
新量ΔＶの値がバックグランドレベル演算部５２に対し
て返される。このように、拡張更新量ΔＶが返されたバ
ックグランドレベル演算部５２は、上述と同様に、最新
のバックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP とを比較し
て、ピーク値ＶP がバックグランドレベルＶBGより大き
いときには、バックグランドレベルＶBGに拡張更新量Δ
Ｖを加算して更新し、一方、ピーク値ＶP がバックグラ
ンドレベルＶBGより小さいときには、バックグランドレ
ベルＶBGから拡張更新量ΔＶを減算して更新する。

【００４２】そして、バックグランドレベル演算部５２
は、図８のステップＳ２１２の判定条件が成立せず、即
ち、第１カウンタＣ１の値が「０」でないときには上述
のステップＳ２０３以降の処理が同様に繰返し実行され
る。一方、ステップＳ２１２の判定条件が成立、即ち、
第１カウンタＣ１の値が「０」であるときにはステップ
Ｓ２１３に移行し、ノック判定禁止フラグＦＬＡＧが
「０」にリセットされたのち、更新量ΔＶを所定値とし
てバックグランドレベルＶBGを更新する上述の処理が繰
返し実行される。

【００４３】判定レベル演算部５５は、バックグランド
レベル演算部５２を通じて更新されたバックグランドレ
ベルＶBGに、後述のように、例えば、回転数センサ３を
通じて検出される機関回転速度ＮＥに応じて設定される
適合定数Ｋを乗算し、ノック発生の有無を判定するため
のノック判定レベルＶJLを次式（６）にて算出、設定す
る部分である。

【００４４】

【数６】 ＶJL＝Ｋ・ＶBG ・・・（６）

【００４５】また、判定部５６は、この算出、設定され
たノック判定レベルＶJLとその都度の濾波信号のピーク
値ＶP との比較に基づき、内燃機関にノック発生してい
るか否かを判定する部分である。詳しくは、ピーク値Ｖ
P がノック判定レベルＶJLを越えていればノック発生有
りと判定され、ピーク値ＶP がノック判定レベルＶJLを
越えていなければノック発生なしと判定される。

【００４６】このように、ノック検出回路５によれば、
値ｎの設定変更に伴って、即ち、ＳＣＦ２の濾波周波数
帯域の切替に伴って濾波信号のレベルが大きく変化する
場合であっても、バックグランドレベル演算部５２、徐
変テーブル５３及び更新量演算部５４を通じて、図８に
示すように、第１カウンタＣ１に最初にセットされる値
に対応した所定期間だけ、更新量ΔＶを最初に拡大し、
この後、徐々に拡大量を減少させる制御が実施されるこ
とから、ノック判定レベルＶJLも、大きく変化した濾波
信号の信号レベルに相応して、ノック発生の有無を適正
に判定することのできるレベルへと迅速に移行されるこ
とで、ノック検出回路５としてのノック検出精度も好適
に維持されるようになる。なお、ノック抑制回路６は、
ノック検出回路５の判定部５６からノック発生有りと判
定された信号が出力されると、ノック抑制すべく点火時
期を所定量遅角制御する周知の回路である。

【００４７】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関用ノック制御装置のノック検出回路５のバ
ックグランドレベル演算部５２、判定レベル演算部５５
及び判定部５６におけるノック判定の処理手順を示す図
１０のフローチャートに基づき、図１１〜図１３を参照
して説明する。ここで、図１１は図１０の処理における
機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕をパラメータとして適合定
数Ｋのベース値ＫB を求めるテーブルである。図１２は
図１０の処理におけるＳＣＦ２の中心周波数〔ｋＨz 〕
に対応する補正量を求めるテーブルである。図１３は図
１０の処理における機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕をパラ
メータとして設定される適合定数Ｋを示す特性図であ
る。なお、このノック判定ルーチンは内燃機関の各燃焼
サイクルのノック検出区間終了タイミング毎にノック検
出回路５にて繰返し実行される。

【００４８】図１０において、ステップＳ３０１で、上
述のように、バックグランドレベルＶBG算出処理が実行
される。次にステップＳ３０２に移行して、ＳＣＦ２の
中心周波数が８．３〔ｋＨz 〕であるかが判定される。
ステップＳ３０２の判定条件が成立、即ち、中心周波数
が８．３〔ｋＨz 〕であるときにはステップＳ３０３に
移行し、中心周波数８．３〔ｋＨz 〕に見合う適合定数
Ｋが選定される。一方、ステップＳ３０２の判定条件が
成立せず、即ち、中心周波数が８．３〔ｋＨz〕でない
ときにはステップＳ３０４に移行し、中心周波数１２．
５〔ｋＨz 〕に見合う適合定数Ｋが選定される。

【００４９】この適合定数Ｋとしては、まず、図１１の
テーブルに示すように、このときの内燃機関の運転状態
を表す機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕に応じて適合定数Ｋ
のベース値ＫB が求められる。次に、図１２のテーブル
に示すように、中心周波数〔ｋＨz 〕が低周波帯ｆＬc
にあるときには補正量が「０」、中心周波数〔ｋＨz〕
が高周波帯ｆＨc にあるときには補正量が「VAL1」に設
定される。これにより、図１３の特性図に示すように、
中心周波数〔ｋＨz 〕が低周波数帯域ｆＬにあるときに
は、ベース値ＫB のままとなり、一方、中心周波数〔ｋ
Ｈz 〕が高周波数帯域ｆＨにあるときには適合定数Ｋは
ベース値ＫB に補正量VAL1が加算され、それぞれの周波
数帯域における機関回転速度ＮＥに対する適合定数Ｋが
設定される。なお、低周波数帯域ｆＬと高周波数帯域ｆ
Ｈとの帯域間における相互切替に際しては、図１３の特
性図に示すように、機関回転速度ＮＥに対して所定幅
（NECH1 〜NECH2 ）のヒステリシスが設けられ、適合定
数Ｋのチャタリングが防止されている。

【００５０】ステップＳ３０３またはステップＳ３０４
で適合定数Ｋが選定されたのちステップＳ３０５に移行
し、上述のように算出されたノック判定レベルＶJLに基
づきノック判定が実行され、本ルーチンを終了する。

【００５１】このように、本実施例の内燃機関用ノック
制御装置は、内燃機関（図示略）で発生する振動波形信
号を検出する信号検出手段としてのノックセンサ１と、
ノックセンサ１で検出された振動波形信号を入力しノッ
ク特有の周波数帯域の信号を濾波する帯域通過フィルタ
としてのＳＣＦ（スイッチトキャパシタフィルタ）２
と、ＳＣＦ２による濾波信号に基づき、その濾波信号の
レベル推移に対応したバックグランドレベルＶBGを算出
するノック検出回路５にて達成されるバックグランドレ
ベル演算手段と、内燃機関の運転状態を検出する運転状
態検出手段としての回転数センサ３と、内燃機関の運転
状態に基づき、ＳＣＦ２の濾波周波数帯域を切替制御す
るフィルタ制御回路４にて達成される周波数切替手段
と、前記バックグランドレベル演算手段で算出されたバ
ックグランドレベルＶBG及び前記周波数切替手段で切替
えられたＳＣＦ２の濾波周波数帯域に基づきノック判定
レベルＶJLを切替えるノック検出回路５にて達成される
判定レベル切替手段と、ＳＣＦ２による濾波信号とノッ
ク判定レベルＶJLとに基づき内燃機関におけるノック発
生の有無を判定するノック検出回路５にて達成されるノ
ック判定手段と、前記ノック判定手段による判定結果に
応じて内燃機関の運転状態を制御するノック抑制回路６
にて達成されるノック制御手段とを具備するものであ
る。

【００５２】つまり、ＳＣＦ２による濾波信号のレベル
推移に対応したバックグランドレベルＶBG及びＳＣＦ２
の濾波周波数帯域に基づきノック判定レベルＶJLが切替
えられる。このノック判定レベルＶJLとＳＣＦ２による
濾波信号のピーク値ＶP とが比較されることにより、内
燃機関におけるノック発生の有無が正確に判定される。
このようにして得られた判定結果によれば、内燃機関の
運転状態を適切に制御することができる。

【００５３】また、本実施例の内燃機関用ノック制御装
置のフィルタ制御回路４にて達成される周波数切替手段
は、ＳＣＦ２の濾波周波数帯域を内燃機関の機関回転速
度ＮＥに応じて切替えるものである。これにより、内燃
機関の機関回転速度ＮＥに応じてＳＣＦ２の濾波周波数
帯域の中心周波数が自動的に適切に切替えられ、結果と
して、ＳＣＦ２による内燃機関におけるノック発生の有
無を正確に判定することができる。

【００５４】そして、本実施例の内燃機関用ノック制御
装置のノック検出回路５にて達成される判定レベル切替
手段は、ノック判定レベルＶJLにおける適合定数Ｋを内
燃機関の運転状態に応じて切替えるものである。これに
より、ノック判定レベルＶJLを内燃機関の運転状態に応
じたものに切替えることができ、結果として、ＳＣＦ２
による内燃機関におけるノック発生の有無を正確に判定
することができる。

【００５５】更に、本実施例の内燃機関用ノック制御装
置のノック検出回路５にて達成される判定レベル切替手
段は、ベース値ＫB に所定の補正量VAL1を加算して得ら
れる適合定数Ｋに基づきノック判定レベルＶJLを切替え
るものである。これにより、ノック判定レベルＶJLを設
定するためには、予めベース値ＫB 、所定の補正量VAL1
を記憶させておくだけでよいため、必要な記憶容量を最
小にすることができ、このように設定されたノック判定
レベルＶJLによれば、ＳＣＦ２による内燃機関における
ノック発生の有無を正確に判定することができる。

【００５６】ところで、上記実施例では、ＳＣＦ２の濾
波周波数帯域を内燃機関の機関回転速度ＮＥにて切替え
ているが、内燃機関の負荷として、例えば、充填効率等
に応じて切替えるようにしてもよい。このような内燃機
関用ノック制御装置のフィルタ制御回路４にて達成され
る周波数切替手段は、ＳＣＦ２の濾波周波数帯域を内燃
機関の負荷に応じて切替えるものであり、上述の実施例
と同様の作用・効果が期待できる。

【００５７】また、上記実施例では、内燃機関における
ノック特有の周波数帯域の信号を濾波する帯域通過フィ
ルタとしてＳＣＦ２を用いたが、本発明を実施する場合
には、これに限定されるものではなく、複数の特定周波
数帯域通過フィルタとしてのバンドパスフィルタや複数
の特定周波数帯域阻止フィルタとしてのバンドエリミネ
ーションフィルタ等を用いても構成でき、それらを適
宜、切替えることで同様の作用・効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用ノック制御装置における全体構成を示すブ
ロック図である。

【図２】 図２は図１のＳＣＦの詳細な構成を示すブロ
ック図である。

【図３】 図３は図１のフィルタ制御回路のｎ設定部に
おける処理手順を示すフローチャートである。

【図４】 図４は図１のフィルタ制御回路の駆動信号発
生部の詳細な構成を示すブロック図である。

【図５】 図５は図４のフィルタ制御回路の駆動信号発
生部のｎ＝３のときの動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図６】 図６は図４のフィルタ制御回路の駆動信号発
生部のｎ＝２のときの動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図７】 図７は図１のＳＣＦにおける周波数と利得と
の関係を示す特性図である。

【図８】 図８は図１のノック検出回路のバックグラン
ドレベル演算部及び更新量演算部における処理手順を示
すフローチャートである。

【図９】 図９は図１のノック検出回路の徐変テーブル
における第１カウンタと徐変データとの関係を示す特性
図である。

【図１０】 図１０は図１のノック検出回路のバックグ
ランドレベル演算部、判定レベル演算部及び判定部にお
けるノック判定の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図１１】 図１１は図１０の処理における機関回転速
度をパラメータとして適合定数のベース値を求めるテー
ブルである。

【図１２】 図１２は図１０の処理におけるＳＣＦの中
心周波数に対応する補正量を求めるテーブルである。

【図１３】 図１３は図１０の処理における機関回転速
度をパラメータとして設定される適合定数を示す特性図
である。

【符号の説明】

１ ノックセンサ（信号検出手段） ２ ＳＣＦ（帯域通過フィルタ） ３ 回転数センサ（運転状態検出手段） ４ フィルタ制御回路 ５ ノック検出回路 ６ ノック抑制回路

フロントページの続き (72)発明者 山田 裕彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 行本 英樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 笠島 健司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G022 DA02 EA02 EA10 FA01 FA03 GA05 GA13 GA14 3G084 BA17 DA20 DA38 EA01 FA25 FA33 FA38

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関で発生する振動波形信号を検出
   する信号検出手段と、 前記信号検出手段で検出された前記振動波形信号を入力
   しノック特有の周波数帯域の信号を濾波する帯域通過フ
   ィルタと、 前記帯域通過フィルタによる濾波信号に基づき、前記濾
   波信号のレベル推移に対応したバックグランドレベルを
   算出するバックグランドレベル演算手段と、 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 前記内燃機関の運転状態に基づき、前記帯域通過フィル
   タの濾波周波数帯域を切替制御する周波数切替手段と、 前記バックグランドレベル演算手段で算出された前記バ
   ックグランドレベル及び前記周波数切替手段で切替えら
   れた前記帯域通過フィルタの濾波周波数帯域に基づきノ
   ック判定レベルを切替える判定レベル切替手段と、 前記帯域通過フィルタによる濾波信号と前記ノック判定
   レベルとに基づき前記内燃機関におけるノック発生の有
   無を判定するノック判定手段と、 前記ノック判定手段による判定結果に応じて前記内燃機
   関の運転状態を制御するノック制御手段とを具備するこ
   とを特徴とする内燃機関用ノック制御装置。
2. 【請求項２】 前記周波数切替手段は、前記帯域通過フ
   ィルタの濾波周波数帯域を前記内燃機関の機関回転速度
   に応じて切替えることを特徴とする請求項１に記載の内
   燃機関用ノック制御装置。
3. 【請求項３】 前記周波数切替手段は、前記帯域通過フ
   ィルタの濾波周波数帯域を前記内燃機関の負荷に応じて
   切替えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用
   ノック制御装置。
4. 【請求項４】 前記判定レベル切替手段は、前記ノック
   判定レベルにおける適合定数を前記内燃機関の運転状態
   に応じて切替えることを特徴とする請求項１に記載の内
   燃機関用ノック制御装置。
5. 【請求項５】 前記判定レベル切替手段は、ベース値に
   所定の補正量を加減算して得られる適合定数に基づき前
   記ノック判定レベルを切替えることを特徴とする請求項
   １に記載の内燃機関用ノック制御装置。