JP2002364449A - 内燃機関のノッキング判定装置 - Google Patents
内燃機関のノッキング判定装置Info
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- G01L23/22—Devices 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
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な判定手段によって共振周波数のずれを
判定し、判定結果に基づき共振周波数のずれを補正する
ことによってノッキング検出精度を向上する。 【解決手段】 内燃機関１１のノッキングを検出するノ
ックセンサ１２の検出出力は、濾波周波数帯域が可変の
フィルタ１４によって濾波され、フィルタ１４の出力
は、レベル弁別手段１５によって予め定める判定レベル
で弁別される。カウンタ１６は、ノックセンサ１２の検
出出力が判定レベル以上である回数ｃを計数し、判定手
段１７は、回数ｃに基づきノッキングの有無を判定す
る。判定手段１７の出力に応答し、ノッキングの有無の
判定が不可能であるとき、補正手段１８がフィルタ１４
の濾波周波数帯域をずらす補正をするので、ノッキング
の有無の判定が可能となりノッキング検出精度が向上す
る。
判定し、判定結果に基づき共振周波数のずれを補正する
ことによってノッキング検出精度を向上する。 【解決手段】 内燃機関１１のノッキングを検出するノ
ックセンサ１２の検出出力は、濾波周波数帯域が可変の
フィルタ１４によって濾波され、フィルタ１４の出力
は、レベル弁別手段１５によって予め定める判定レベル
で弁別される。カウンタ１６は、ノックセンサ１２の検
出出力が判定レベル以上である回数ｃを計数し、判定手
段１７は、回数ｃに基づきノッキングの有無を判定す
る。判定手段１７の出力に応答し、ノッキングの有無の
判定が不可能であるとき、補正手段１８がフィルタ１４
の濾波周波数帯域をずらす補正をするので、ノッキング
の有無の判定が可能となりノッキング検出精度が向上す
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、内燃機関の点火時
期制御などに好適に用いられるノッキング判定装置に関
する。
期制御などに好適に用いられるノッキング判定装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】火花点火内燃機関は、混合ガスの圧縮比
を高くするほど高出力を得ることができるけれども、圧
縮比を高くすると、気筒内に吸入された混合ガスに火花
を点火した後、気筒内を火炎が伝播中に火炎に先立って
未燃ガスが爆発するいわゆるノッキングの発生すること
がある。内燃機関においてノッキングが生じるとピスト
ンに加わる圧力が不規則になって機関の運転が不整にな
るばかりでなく、機関温度が上昇して熱効率が低下し機
関出力が低下する。したがって、内燃機関においては、
ノッキングが発生しているか否かを判定し、ノッキング
が発生しているときには、たとえば点火時期を調整して
ノッキングの発生を抑制する制御が行われている。
を高くするほど高出力を得ることができるけれども、圧
縮比を高くすると、気筒内に吸入された混合ガスに火花
を点火した後、気筒内を火炎が伝播中に火炎に先立って
未燃ガスが爆発するいわゆるノッキングの発生すること
がある。内燃機関においてノッキングが生じるとピスト
ンに加わる圧力が不規則になって機関の運転が不整にな
るばかりでなく、機関温度が上昇して熱効率が低下し機
関出力が低下する。したがって、内燃機関においては、
ノッキングが発生しているか否かを判定し、ノッキング
が発生しているときには、たとえば点火時期を調整して
ノッキングの発生を抑制する制御が行われている。
【０００３】内燃機関のノッキングの判定には、気筒に
圧電素子などからなるノックセンサを設け、ノックセン
サの検出出力に基づいて行う方法がある。ノックセンサ
の検出出力のスペクトルを採取すると、ノッキングが発
生しているときの方が、ノッキングが発生していないと
きよりも出力が大きくなる。このノッキングが発生して
いるときと、ノッキングが発生していないときとの差
は、ノックセンサが検出する出力の全周波数にわたって
一様ではなく、特定の周波数において顕著に現れ、出力
差の顕著に現れる周波数は共振周波数と呼ばれる。
圧電素子などからなるノックセンサを設け、ノックセン
サの検出出力に基づいて行う方法がある。ノックセンサ
の検出出力のスペクトルを採取すると、ノッキングが発
生しているときの方が、ノッキングが発生していないと
きよりも出力が大きくなる。このノッキングが発生して
いるときと、ノッキングが発生していないときとの差
は、ノックセンサが検出する出力の全周波数にわたって
一様ではなく、特定の周波数において顕著に現れ、出力
差の顕著に現れる周波数は共振周波数と呼ばれる。
【０００４】出力差が大きい共振周波数の帯域のみに検
出範囲を特定したノックセンサが、共振型ノックセンサ
である。共振型ノックセンサは、予めセンサ自体の設定
によって特定の共振周波数が定められる。すなわち内燃
機関の気筒ごと、また回転速度などの状態によって異な
る特性およびＳ／Ｎ比を犠牲にし、おおよそ共通して前
記出力差が大きくなるであろうと予測される周波数帯域
に共振周波数を特定して設定される。
出範囲を特定したノックセンサが、共振型ノックセンサ
である。共振型ノックセンサは、予めセンサ自体の設定
によって特定の共振周波数が定められる。すなわち内燃
機関の気筒ごと、また回転速度などの状態によって異な
る特性およびＳ／Ｎ比を犠牲にし、おおよそ共通して前
記出力差が大きくなるであろうと予測される周波数帯域
に共振周波数を特定して設定される。
【０００５】図８は、従来のノッキング発生有無判定の
概略を示す図である。従来ノッキング発生の有無は、ノ
ックセンサの検出出力が、判定レベルに１回以上達すれ
ばノッキング発生有りと判定していた。しかしながら、
内燃機関には、ノッキングに起因する振動以外にも点火
プラグの点火時期および吸排気弁の着座時期などにおい
ても振動が発生する。これらのノッキング以外の原因に
基づく振動のノックセンサによる検出出力は、バックグ
ランドノイズ１，２と呼ばれる。ノッキングに起因する
振動のノックセンサによる検出出力であるノック信号３
の周波数とバックグランドノイズ１，２の周波数とが近
接している場合、共振型ノックセンサに設定された共振
周波数帯域には、ノック信号３とともにバックグランド
ノイズ１，２が含まれて検出されることがある。
概略を示す図である。従来ノッキング発生の有無は、ノ
ックセンサの検出出力が、判定レベルに１回以上達すれ
ばノッキング発生有りと判定していた。しかしながら、
内燃機関には、ノッキングに起因する振動以外にも点火
プラグの点火時期および吸排気弁の着座時期などにおい
ても振動が発生する。これらのノッキング以外の原因に
基づく振動のノックセンサによる検出出力は、バックグ
ランドノイズ１，２と呼ばれる。ノッキングに起因する
振動のノックセンサによる検出出力であるノック信号３
の周波数とバックグランドノイズ１，２の周波数とが近
接している場合、共振型ノックセンサに設定された共振
周波数帯域には、ノック信号３とともにバックグランド
ノイズ１，２が含まれて検出されることがある。
【０００６】ノック信号３とバックグランドノイズ１，
２とが、共振周波数帯域に混在する場合、従来は判定レ
ベルを第１判定レベル４から第２判定レベル５に大きく
することによってバックグランドノイズ１，２とノック
信号３とを識別し、ノッキング発生の有無を判定してい
た。
２とが、共振周波数帯域に混在する場合、従来は判定レ
ベルを第１判定レベル４から第２判定レベル５に大きく
することによってバックグランドノイズ１，２とノック
信号３とを識別し、ノッキング発生の有無を判定してい
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単に判
定レベルを変更する手法では、バックグランドノイズ
１，２の強度が大きく、バックグランドノイズ１，２と
ノック信号３との強度差が小さい場合、ノック信号３と
バックグランドノイズ１，２との識別が困難になるの
で、ノッキング発生の有無を精度よく識別することがで
きないという問題がある。
定レベルを変更する手法では、バックグランドノイズ
１，２の強度が大きく、バックグランドノイズ１，２と
ノック信号３との強度差が小さい場合、ノック信号３と
バックグランドノイズ１，２との識別が困難になるの
で、ノッキング発生の有無を精度よく識別することがで
きないという問題がある。
【０００８】図８に示す従来例では、第２判定レベル５
に達したノックセンサの検出出力は、ノック信号３だけ
でなくバックグランドノイズ１をも含む状態でノッキン
グ発生有りと判定されている。図示しないけれども判定
レベルに達した検出出力がバックグランドノイズのみで
あるにもかかわらずノッキング発生ありと判定されるこ
ともある。すなわちノック信号とバックグランドノイズ
との識別が困難であり、実際には判定が不可能であるに
もかかわらず、ノックセンサの検出出力が判定レベルに
１回以上達した場合、すべてノッキング有りと判定され
るので、必ずしも精度のよいノッキングの判定方法とは
いえない。
に達したノックセンサの検出出力は、ノック信号３だけ
でなくバックグランドノイズ１をも含む状態でノッキン
グ発生有りと判定されている。図示しないけれども判定
レベルに達した検出出力がバックグランドノイズのみで
あるにもかかわらずノッキング発生ありと判定されるこ
ともある。すなわちノック信号とバックグランドノイズ
との識別が困難であり、実際には判定が不可能であるに
もかかわらず、ノックセンサの検出出力が判定レベルに
１回以上達した場合、すべてノッキング有りと判定され
るので、必ずしも精度のよいノッキングの判定方法とは
いえない。
【０００９】ノック信号とバックグランドノイズとの発
生周波数が近接し、共振周波数帯域に混在するようにな
る一つの理由として、内燃機関運転の経時変化等により
ノック信号の発生する周波数が変動することがあげられ
る。このような場合、ノック信号の発生周波数の変動に
ともないノックセンサに設定される共振周波数帯域をず
らす補正をすることによって、ノックセンサの検出出力
におけるノック信号の検出精度を向上することができ
る。
生周波数が近接し、共振周波数帯域に混在するようにな
る一つの理由として、内燃機関運転の経時変化等により
ノック信号の発生する周波数が変動することがあげられ
る。このような場合、ノック信号の発生周波数の変動に
ともないノックセンサに設定される共振周波数帯域をず
らす補正をすることによって、ノックセンサの検出出力
におけるノック信号の検出精度を向上することができ
る。
【００１０】共振周波数帯域をずらす補正をする先行技
術は、たとえば特開平８−１７７６９７公報に開示され
ている。この先行技術は、ノックセンサが検出する周波
数を特定の周波数に固定しないフラットセンサを用い、
内燃機関の種類、回転速度および気筒ごとにフラットセ
ンサ自体の設定を変更できるように構成される。フラッ
トセンサごとに異なる共振周波数の設定を可能とし、内
燃機関運転の経時変化等によって、ノック信号の周波数
が変動してフラットセンサに設定された共振周波数との
間にずれが生じた場合、ノックセンサが検出した出力の
強度分布における標準偏差を求め、標準偏差と予め定め
られた値とを比較し、標準偏差が予め定められた値未満
であるとき、共振周波数がずれたものと判断し、フラッ
トセンサに設定される共振周波数を補正することによっ
てノッキング検出精度を向上するものである。この先行
技術では、共振周波数のずれの判断を、ノックセンサの
検出出力における強度分布の標準偏差の演算結果に基づ
いて行うので、共振周波数のずれの検知動作が極めて複
雑になるという問題がある。
術は、たとえば特開平８−１７７６９７公報に開示され
ている。この先行技術は、ノックセンサが検出する周波
数を特定の周波数に固定しないフラットセンサを用い、
内燃機関の種類、回転速度および気筒ごとにフラットセ
ンサ自体の設定を変更できるように構成される。フラッ
トセンサごとに異なる共振周波数の設定を可能とし、内
燃機関運転の経時変化等によって、ノック信号の周波数
が変動してフラットセンサに設定された共振周波数との
間にずれが生じた場合、ノックセンサが検出した出力の
強度分布における標準偏差を求め、標準偏差と予め定め
られた値とを比較し、標準偏差が予め定められた値未満
であるとき、共振周波数がずれたものと判断し、フラッ
トセンサに設定される共振周波数を補正することによっ
てノッキング検出精度を向上するものである。この先行
技術では、共振周波数のずれの判断を、ノックセンサの
検出出力における強度分布の標準偏差の演算結果に基づ
いて行うので、共振周波数のずれの検知動作が極めて複
雑になるという問題がある。
【００１１】本発明の目的は、簡単な判定手段によって
ノッキング発生の誤判定を低減するとともに共振周波数
のずれを判定し、判定結果に基づき共振周波数のずれを
補正することによってノッキング検出精度を向上するこ
とができる内燃機関のノッキング判定装置を提供するこ
とである。
ノッキング発生の誤判定を低減するとともに共振周波数
のずれを判定し、判定結果に基づき共振周波数のずれを
補正することによってノッキング検出精度を向上するこ
とができる内燃機関のノッキング判定装置を提供するこ
とである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関のノ
ッキングを検出するノックセンサと、内燃機関に備わる
クランクの回転角度位置を検出するクランク角センサ
と、濾波周波数帯域が可変であってノックセンサの検出
出力を濾波するフィルタと、フィルタの出力に応答し、
フィルタの出力を予め定める判定レベルで弁別するレベ
ル弁別手段と、レベル弁別手段の出力に応答し、ノック
センサの検出出力が判定レベル以上である回数ｃを計数
するカウンタと、カウンタの出力に応答し、計数された
回数ｃに基づいてノッキングの有無を判定する判定手段
と、判定手段の出力に応答し、ノッキングの有無の判定
が不可能であると判定されたとき、フィルタの濾波周波
数帯域をずらす補正手段とを含むことを特徴とする内燃
機関のノッキング判定装置である。
ッキングを検出するノックセンサと、内燃機関に備わる
クランクの回転角度位置を検出するクランク角センサ
と、濾波周波数帯域が可変であってノックセンサの検出
出力を濾波するフィルタと、フィルタの出力に応答し、
フィルタの出力を予め定める判定レベルで弁別するレベ
ル弁別手段と、レベル弁別手段の出力に応答し、ノック
センサの検出出力が判定レベル以上である回数ｃを計数
するカウンタと、カウンタの出力に応答し、計数された
回数ｃに基づいてノッキングの有無を判定する判定手段
と、判定手段の出力に応答し、ノッキングの有無の判定
が不可能であると判定されたとき、フィルタの濾波周波
数帯域をずらす補正手段とを含むことを特徴とする内燃
機関のノッキング判定装置である。
【００１３】本発明に従えば、判定手段は、予め定めら
れた判定レベル以上となるノックセンサの検出出力を計
数した回数ｃによって、ノッキングの共振周波数のずれ
を判定し、補正手段は、判定手段の出力に応答してフィ
ルタの濾波周波数帯域をずらす補正をする。このことに
よって、共振周波数のずれを簡単な手段で判定すること
が可能になり、またフィルタの濾波周波数帯域をノッキ
ングの共振周波数に適合するようにずらして補正するこ
とが可能になるので、ノッキングの検出精度を向上する
ことができる。
れた判定レベル以上となるノックセンサの検出出力を計
数した回数ｃによって、ノッキングの共振周波数のずれ
を判定し、補正手段は、判定手段の出力に応答してフィ
ルタの濾波周波数帯域をずらす補正をする。このことに
よって、共振周波数のずれを簡単な手段で判定すること
が可能になり、またフィルタの濾波周波数帯域をノッキ
ングの共振周波数に適合するようにずらして補正するこ
とが可能になるので、ノッキングの検出精度を向上する
ことができる。
【００１４】また本発明は、前記判定手段は、カウンタ
によって計数された前記回数ｃが、予め定める第１の値
ｘ１以上であるとき、ノッキングの有無の判定が不可能
であると判定し、前記回数ｃが、予め定める第２の値ｘ
２以下であるとき、ノッキング無しと判定することを特
徴とする。
によって計数された前記回数ｃが、予め定める第１の値
ｘ１以上であるとき、ノッキングの有無の判定が不可能
であると判定し、前記回数ｃが、予め定める第２の値ｘ
２以下であるとき、ノッキング無しと判定することを特
徴とする。
【００１５】本発明に従えば、判定手段は、カウンタに
よって計数された回数ｃが、予め定める値ｘ１以上であ
るか否か、また予め定める値ｘ２以下であるか否かの比
較結果に基づいてノッキングの有無またはノッキング有
無の判定が不可能であることを判定する。このことによ
って、ノッキングの有無および共振周波数のずれを簡単
な手段で判定することができ、またノッキングの誤判定
を低減することができる。したがって、ノッキングを抑
制する制御をより精度よく行うことが可能になる。
よって計数された回数ｃが、予め定める値ｘ１以上であ
るか否か、また予め定める値ｘ２以下であるか否かの比
較結果に基づいてノッキングの有無またはノッキング有
無の判定が不可能であることを判定する。このことによ
って、ノッキングの有無および共振周波数のずれを簡単
な手段で判定することができ、またノッキングの誤判定
を低減することができる。したがって、ノッキングを抑
制する制御をより精度よく行うことが可能になる。
【００１６】また本発明は、前記補正手段であって、フ
ィルタの濾波周波数帯域を段階的にずらす補正手段と、
補正手段の出力に応答し、ノッキングの有無の判定が可
能になるようにフィルタの濾波周波数帯域を段階的にず
らせた回数であるステップ数をストアする第１メモリ
と、第１メモリにストアされたステップ数の和およびス
テップ数の和をノッキングの有無の判定が不可能との判
定に基づいてフィルタの濾波周波数帯域を段階的にずら
す補正動作を行った機会の回数で除して平均ステップ数
を演算する演算手段と、演算手段の出力に応答し、演算
結果である平均ステップ数をストアする第２メモリと、
前記判定手段の出力に応答し、ノッキングの有無の判定
が不可能と判定されかつ平均ステップ数が第２メモリに
ストアされているとき、第２メモリから読出された平均
ステップ数によって定められるフィルタの濾波周波数帯
域のずらすべき段階を一気にずらす広域補正手段とをさ
らに含むことを特徴とする。
ィルタの濾波周波数帯域を段階的にずらす補正手段と、
補正手段の出力に応答し、ノッキングの有無の判定が可
能になるようにフィルタの濾波周波数帯域を段階的にず
らせた回数であるステップ数をストアする第１メモリ
と、第１メモリにストアされたステップ数の和およびス
テップ数の和をノッキングの有無の判定が不可能との判
定に基づいてフィルタの濾波周波数帯域を段階的にずら
す補正動作を行った機会の回数で除して平均ステップ数
を演算する演算手段と、演算手段の出力に応答し、演算
結果である平均ステップ数をストアする第２メモリと、
前記判定手段の出力に応答し、ノッキングの有無の判定
が不可能と判定されかつ平均ステップ数が第２メモリに
ストアされているとき、第２メモリから読出された平均
ステップ数によって定められるフィルタの濾波周波数帯
域のずらすべき段階を一気にずらす広域補正手段とをさ
らに含むことを特徴とする。
【００１７】本発明に従えば、広域補正手段は、平均ス
テップ数によって定められるフィルタの濾波周波数帯域
のずらすべき段階を一気にずらす補正をすることができ
るので、共振周波数帯域の補正に要する時間を短縮し、
早期にノッキング発生有無の判定をすることが可能にな
る。
テップ数によって定められるフィルタの濾波周波数帯域
のずらすべき段階を一気にずらす補正をすることができ
るので、共振周波数帯域の補正に要する時間を短縮し、
早期にノッキング発生有無の判定をすることが可能にな
る。
【００１８】また本発明は、前記第２メモリは、前記平
均ステップ数を、内燃機関に備わる気筒ごとおよび内燃
機関の回転速度ごとにストアすることを特徴とする。
均ステップ数を、内燃機関に備わる気筒ごとおよび内燃
機関の回転速度ごとにストアすることを特徴とする。
【００１９】本発明に従えば、第２メモリには、平均ス
テップ数が内燃機関に備わる気筒ごとおよび内燃機関の
回転速度ごとにストアされる。このことによって、内燃
機関に備わるいずれの気筒においても、また内燃機関の
回転速度が変化した状態においても、広域補正手段は、
平均ステップ数によって定められるフィルタの濾波周波
数帯域のずらすべき段階を一気にずらす補正をすること
ができるので、共振周波数帯域の補正に要する時間をさ
らに短縮することができる。
テップ数が内燃機関に備わる気筒ごとおよび内燃機関の
回転速度ごとにストアされる。このことによって、内燃
機関に備わるいずれの気筒においても、また内燃機関の
回転速度が変化した状態においても、広域補正手段は、
平均ステップ数によって定められるフィルタの濾波周波
数帯域のずらすべき段階を一気にずらす補正をすること
ができるので、共振周波数帯域の補正に要する時間をさ
らに短縮することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態であ
る内燃機関のノッキング判定装置１０の構成を簡略化し
て示すブロック図であり、図２は図１に示す内燃機関の
ノッキング判定装置１０を備える内燃機関１１の構成を
簡略化して示す系統図である。
る内燃機関のノッキング判定装置１０の構成を簡略化し
て示すブロック図であり、図２は図１に示す内燃機関の
ノッキング判定装置１０を備える内燃機関１１の構成を
簡略化して示す系統図である。
【００２１】内燃機関のノッキング判定装置１０（以
後、ノッキング判定装置と略称する）は、内燃機関１１
のノッキングを検出するノックセンサ１２と、内燃機関
１１に備わるクランクの回転角度位置を検出するクラン
ク角センサ１３と、濾波周波数帯域が可変であってノッ
クセンサ１２の検出出力を濾波するフィルタ１４と、フ
ィルタ１４の出力に応答し、フィルタ１４の出力を予め
定める判定レベルで弁別するレベル弁別手段１５と、レ
ベル弁別手段１５の出力に応答し、ノックセンサ１２の
検出出力が判定レベル以上である回数ｃを計数するカウ
ンタ１６と、カウンタ１６の出力に応答し、計数された
回数ｃに基づいてノッキングの有無を判定する判定手段
１７と、判定手段１７の出力に応答し、ノッキングの有
無の判定が不可能であると判定されたとき、フィルタの
濾波周波数帯域をずらす補正手段１８と、補正手段１８
の出力に応答し、ノッキングの有無の判定が可能になる
ようにフィルタ１４の濾波周波数帯域を段階的にずらせ
た回数であるステップ数をストアする第１メモリ１９
と、第１メモリ１９にストアされたステップ数の和およ
びステップ数の和をノッキングの有無の判定が不可能と
の判定に基づいてフィルタ１４の濾波周波数帯域を段階
的にずらす補正動作を行った機会の回数で除して平均ス
テップ数を演算する演算手段２０と、演算手段２０の出
力に応答し、演算結果である平均ステップ数をストアす
る第２メモリ２１と、判定手段１７の出力に応答し、ノ
ッキングの有無の判定が不可能と判定されかつ平均ステ
ップ数が第２メモリ２１にストアされているとき、第２
メモリ２１から読出された平均ステップ数によって定め
られるフィルタ１４の濾波周波数帯域のずらすべき段階
を一気にずらす広域補正手段２２とを含む。
後、ノッキング判定装置と略称する）は、内燃機関１１
のノッキングを検出するノックセンサ１２と、内燃機関
１１に備わるクランクの回転角度位置を検出するクラン
ク角センサ１３と、濾波周波数帯域が可変であってノッ
クセンサ１２の検出出力を濾波するフィルタ１４と、フ
ィルタ１４の出力に応答し、フィルタ１４の出力を予め
定める判定レベルで弁別するレベル弁別手段１５と、レ
ベル弁別手段１５の出力に応答し、ノックセンサ１２の
検出出力が判定レベル以上である回数ｃを計数するカウ
ンタ１６と、カウンタ１６の出力に応答し、計数された
回数ｃに基づいてノッキングの有無を判定する判定手段
１７と、判定手段１７の出力に応答し、ノッキングの有
無の判定が不可能であると判定されたとき、フィルタの
濾波周波数帯域をずらす補正手段１８と、補正手段１８
の出力に応答し、ノッキングの有無の判定が可能になる
ようにフィルタ１４の濾波周波数帯域を段階的にずらせ
た回数であるステップ数をストアする第１メモリ１９
と、第１メモリ１９にストアされたステップ数の和およ
びステップ数の和をノッキングの有無の判定が不可能と
の判定に基づいてフィルタ１４の濾波周波数帯域を段階
的にずらす補正動作を行った機会の回数で除して平均ス
テップ数を演算する演算手段２０と、演算手段２０の出
力に応答し、演算結果である平均ステップ数をストアす
る第２メモリ２１と、判定手段１７の出力に応答し、ノ
ッキングの有無の判定が不可能と判定されかつ平均ステ
ップ数が第２メモリ２１にストアされているとき、第２
メモリ２１から読出された平均ステップ数によって定め
られるフィルタ１４の濾波周波数帯域のずらすべき段階
を一気にずらす広域補正手段２２とを含む。
【００２２】ノックセンサ１２は、たとえば圧電素子な
どからなる振動を検出するセンサであり、内燃機関１１
の気筒２３に固定される。クランク角センサ１３は、前
述のように内燃機関１１に備わるクランクの回転角度位
置を検出するセンサであり、クランク角センサ１３の検
出出力は第１入力インタフェース２４を介して後述する
処理回路２５に入力される。クランク角センサ１３の検
出出力に応答し、内燃機関１１のサイクル中にノックセ
ンサ１２の検出出力を抽出し、ノッキング有無の判定の
ためにノックセンサ１２の検出出力を観測する期間であ
る観測期間が設けられる。観測期間は、多くの場合、点
火後に気筒２３のピストンが最初に上死点に達したとき
から次の上死点に達するまでの間に設けられる。
どからなる振動を検出するセンサであり、内燃機関１１
の気筒２３に固定される。クランク角センサ１３は、前
述のように内燃機関１１に備わるクランクの回転角度位
置を検出するセンサであり、クランク角センサ１３の検
出出力は第１入力インタフェース２４を介して後述する
処理回路２５に入力される。クランク角センサ１３の検
出出力に応答し、内燃機関１１のサイクル中にノックセ
ンサ１２の検出出力を抽出し、ノッキング有無の判定の
ためにノックセンサ１２の検出出力を観測する期間であ
る観測期間が設けられる。観測期間は、多くの場合、点
火後に気筒２３のピストンが最初に上死点に達したとき
から次の上死点に達するまでの間に設けられる。
【００２３】観測期間は、図示しないけれどもたとえば
ゲートスイッチを備える回路を設け、クランク角センサ
１３の検出出力に応答し、クランクが予め定められたク
ランク角に達したときにゲートスイッチの導通を開始
し、ゲートスイッチが導通されている期間のみノックセ
ンサ１２の検出出力を抽出し、クランクが予め定められ
たクランク角範囲を角変位したときにゲートスイッチを
切るように構成することによって実現できる。
ゲートスイッチを備える回路を設け、クランク角センサ
１３の検出出力に応答し、クランクが予め定められたク
ランク角に達したときにゲートスイッチの導通を開始
し、ゲートスイッチが導通されている期間のみノックセ
ンサ１２の検出出力を抽出し、クランクが予め定められ
たクランク角範囲を角変位したときにゲートスイッチを
切るように構成することによって実現できる。
【００２４】観測期間において抽出されたノックセンサ
１２の検出出力は、フィルタ１４に入力される。フィル
タ１４は、バンドパスフィルタであり、以後ＢＰＦと略
称する。図３は、ＢＰＦ１４の周波数通過率の概略を説
明する図である。ＢＰＦ１４は、２つの遮断周波数ｆ１
およびｆ２によって定まる周波数帯域の通過率は高いけ
れども、遮断周波数ｆ１未満およびｆ２を超える周波数
の通過率は低いという特徴を有するフィルタである。通
過率の高い周波数の範囲であるｆ１以上ｆ２以下の範囲
を濾波周波数帯域と呼ぶ。したがって、周波数の通過率
を示すライン４０は、遮断周波数ｆ１およびｆ２の間に
おいて凸状であり、遮断周波数ｆ１未満およびｆ２を超
えると大きく減衰する。ＢＰＦ１４の濾波周波数帯域
は、可変に設定することができる。
１２の検出出力は、フィルタ１４に入力される。フィル
タ１４は、バンドパスフィルタであり、以後ＢＰＦと略
称する。図３は、ＢＰＦ１４の周波数通過率の概略を説
明する図である。ＢＰＦ１４は、２つの遮断周波数ｆ１
およびｆ２によって定まる周波数帯域の通過率は高いけ
れども、遮断周波数ｆ１未満およびｆ２を超える周波数
の通過率は低いという特徴を有するフィルタである。通
過率の高い周波数の範囲であるｆ１以上ｆ２以下の範囲
を濾波周波数帯域と呼ぶ。したがって、周波数の通過率
を示すライン４０は、遮断周波数ｆ１およびｆ２の間に
おいて凸状であり、遮断周波数ｆ１未満およびｆ２を超
えると大きく減衰する。ＢＰＦ１４の濾波周波数帯域
は、可変に設定することができる。
【００２５】レベル弁別手段１５は、ＢＰＦ１４を通過
したノックセンサ１２の検出出力を弁別するための判定
レベルを設定する回路である。レベル弁別手段１５に設
定される判定レベルは、可変である。カウンタ１６は、
比較回路によって構成され、レベル弁別手段１５によっ
て設定される判定レベルと、ＢＰＦ１４を通過したノッ
クセンサ１２の検出出力とを比較し、判定レベルに達す
るノックセンサ１２の検出出力の回数ｃを計数する。カ
ウンタ１６によって計数された回数ｃは、処理回路２５
に入力される。
したノックセンサ１２の検出出力を弁別するための判定
レベルを設定する回路である。レベル弁別手段１５に設
定される判定レベルは、可変である。カウンタ１６は、
比較回路によって構成され、レベル弁別手段１５によっ
て設定される判定レベルと、ＢＰＦ１４を通過したノッ
クセンサ１２の検出出力とを比較し、判定レベルに達す
るノックセンサ１２の検出出力の回数ｃを計数する。カ
ウンタ１６によって計数された回数ｃは、処理回路２５
に入力される。
【００２６】判定手段１７、補正手段１８、演算手段２
０および広域補正手段２２を兼ねる処理回路２５は、Ｃ
ＰＵ（Central Processing Unit）等によって構成され
るマイクロコンピュータなどによって実現される。第１
および第２メモリ１９，２１は、ＲＡＭ（Random Acces
s Memory）によって構成され、演算手段２０による演算
結果等が随時書込みおよび読出しされる。
０および広域補正手段２２を兼ねる処理回路２５は、Ｃ
ＰＵ（Central Processing Unit）等によって構成され
るマイクロコンピュータなどによって実現される。第１
および第２メモリ１９，２１は、ＲＡＭ（Random Acces
s Memory）によって構成され、演算手段２０による演算
結果等が随時書込みおよび読出しされる。
【００２７】ノッキング判定装置１０には、その他のセ
ンサ、たとえばスロットル弁開度センサ２６、吸気圧セ
ンサ２７、吸気温度センサ２８、冷却水温度センサ２
９、排気温度センサ３０などが接続される。これらのセ
ンサ２６〜３０の検出出力は、第２入力インタフェース
３１およびＡ／Ｄ変換器３５を介してノッキング判定装
置１０に備わる処理回路２５に入力される。処理回路２
５は、各センサ２６〜３０の検出出力とノッキング判定
装置１０におけるノッキングの検出出力とに基づくノッ
キング制御信号を、出力インタフェース３２を介してイ
グナイタ３３に出力し、さらにイグナイタ３３を介して
点火プラグ３４の点火時期が調整されてノッキング制御
が行われる。
ンサ、たとえばスロットル弁開度センサ２６、吸気圧セ
ンサ２７、吸気温度センサ２８、冷却水温度センサ２
９、排気温度センサ３０などが接続される。これらのセ
ンサ２６〜３０の検出出力は、第２入力インタフェース
３１およびＡ／Ｄ変換器３５を介してノッキング判定装
置１０に備わる処理回路２５に入力される。処理回路２
５は、各センサ２６〜３０の検出出力とノッキング判定
装置１０におけるノッキングの検出出力とに基づくノッ
キング制御信号を、出力インタフェース３２を介してイ
グナイタ３３に出力し、さらにイグナイタ３３を介して
点火プラグ３４の点火時期が調整されてノッキング制御
が行われる。
【００２８】図４はＢＰＦ１４の濾波周波数帯域のずれ
補正前のノックセンサ１２による検出出力を示す図であ
り、図５はＢＰＦ１４の濾波周波数帯域のずれ補正後の
ノックセンサ１２の検出出力を示す図である。
補正前のノックセンサ１２による検出出力を示す図であ
り、図５はＢＰＦ１４の濾波周波数帯域のずれ補正後の
ノックセンサ１２の検出出力を示す図である。
【００２９】内燃機関１１が運転される状態で、クラン
ク角センサ１３の出力に応答し、クランクが予め定めら
れた回転角度位置に達すると内燃機関１１の１サイクル
におけるノックセンサ１２の検出出力を抽出する観測期
間が開始され、クランクが予め定められたクランク角の
範囲を経過すると観測期間が終了される。前述のように
して設定される観測期間内において、気筒２３の振動が
ノックセンサ１２によって検出される。広汎な周波数の
信号からなるノックセンサ１２による検出出力に対し
て、ノッキングの共振周波数に適合するようにＢＰＦ１
４によって濾波周波数帯域ｆｗ１が設定される。濾波周
波数帯域ｆｗ１において検出されるノックセンサ１２の
検出出力に対し、レベル弁別手段１５によって判定レベ
ル４４が設けられ、判定レベル４４に達するノックセン
サ１２の検出出力の回数ｃが、比較回路からなるカウン
タ１６によって計数されて処理回路２５に入力される。
入力された回数ｃに基づき処理回路２５に備わる判定手
段１７が、ノッキングの有無を判定する。
ク角センサ１３の出力に応答し、クランクが予め定めら
れた回転角度位置に達すると内燃機関１１の１サイクル
におけるノックセンサ１２の検出出力を抽出する観測期
間が開始され、クランクが予め定められたクランク角の
範囲を経過すると観測期間が終了される。前述のように
して設定される観測期間内において、気筒２３の振動が
ノックセンサ１２によって検出される。広汎な周波数の
信号からなるノックセンサ１２による検出出力に対し
て、ノッキングの共振周波数に適合するようにＢＰＦ１
４によって濾波周波数帯域ｆｗ１が設定される。濾波周
波数帯域ｆｗ１において検出されるノックセンサ１２の
検出出力に対し、レベル弁別手段１５によって判定レベ
ル４４が設けられ、判定レベル４４に達するノックセン
サ１２の検出出力の回数ｃが、比較回路からなるカウン
タ１６によって計数されて処理回路２５に入力される。
入力された回数ｃに基づき処理回路２５に備わる判定手
段１７が、ノッキングの有無を判定する。
【００３０】ノッキングの有無の判定は、たとえば図示
しないＲＯＭ（Read Only Memory）に表１に示すような
判定基準を予めストアしておき、ストアされている判定
基準をＲＯＭから読出し、カウンタ１６から入力される
回数ｃと判定基準とを比較することによって実現でき
る。すなわち回数ｃが、予め定める値ｘ１であるたとえ
ば５回以上であるとき、ノッキングの判定が不可能と判
定し、予め定める値ｘ２であるたとえば１回以下である
とき、ノッキング無しと判定し、５回未満かつ１回を超
えるとき、ノッキングありと判定する。図４に示す例で
は、濾波周波数帯域ｆｗ１内にノック信号４１とともに
バックグランドノイズ４２，４３を含みカウンタ１６に
よって判定レベル４４を超える回数ｃが１０回計数され
ているので、ノッキング判定不可能と判定される。
しないＲＯＭ（Read Only Memory）に表１に示すような
判定基準を予めストアしておき、ストアされている判定
基準をＲＯＭから読出し、カウンタ１６から入力される
回数ｃと判定基準とを比較することによって実現でき
る。すなわち回数ｃが、予め定める値ｘ１であるたとえ
ば５回以上であるとき、ノッキングの判定が不可能と判
定し、予め定める値ｘ２であるたとえば１回以下である
とき、ノッキング無しと判定し、５回未満かつ１回を超
えるとき、ノッキングありと判定する。図４に示す例で
は、濾波周波数帯域ｆｗ１内にノック信号４１とともに
バックグランドノイズ４２，４３を含みカウンタ１６に
よって判定レベル４４を超える回数ｃが１０回計数され
ているので、ノッキング判定不可能と判定される。
【００３１】ノッキング判定不可能との判定手段１７の
出力に応答し、補正手段１８はＢＰＦ１４の濾波周波数
帯域ｆｗ１を段階的に濾波周波数帯域ｆｗ２までずらす
補正をする。ＢＰＦ１４の濾波周波数帯域をｆｗ１から
ｆｗ２までずらす補正をすることによって、バックグラ
ンドノイズ４２が濾波周波数帯域ｆｗ２の外に除かれ、
また補正をする前とは異なる周波数成分が濾波周波数帯
域ｆｗ２に含めて検出されるようになるのでバックグラ
ンドノイズ４３の強度が小さくなり、ノッキングの有無
の判定を可能にすることができる。図５に示す例では、
判定レベル４４に達するノックセンサ１２の検出出力の
回数ｃは３回であり、前述の１回を超え５回未満の条件
を満たすので、ノッキング有りと判定される。
出力に応答し、補正手段１８はＢＰＦ１４の濾波周波数
帯域ｆｗ１を段階的に濾波周波数帯域ｆｗ２までずらす
補正をする。ＢＰＦ１４の濾波周波数帯域をｆｗ１から
ｆｗ２までずらす補正をすることによって、バックグラ
ンドノイズ４２が濾波周波数帯域ｆｗ２の外に除かれ、
また補正をする前とは異なる周波数成分が濾波周波数帯
域ｆｗ２に含めて検出されるようになるのでバックグラ
ンドノイズ４３の強度が小さくなり、ノッキングの有無
の判定を可能にすることができる。図５に示す例では、
判定レベル４４に達するノックセンサ１２の検出出力の
回数ｃは３回であり、前述の１回を超え５回未満の条件
を満たすので、ノッキング有りと判定される。
【００３２】
【表１】
【００３３】図６は、判定手段１７のノッキングの有無
を判定する動作を説明するフローチャートである。図６
のフローチャートを用い、カウンタ１６によって計数さ
れた回数ｃに基づき、判定手段１７がノッキングの有無
を判定する動作を説明する。
を判定する動作を説明するフローチャートである。図６
のフローチャートを用い、カウンタ１６によって計数さ
れた回数ｃに基づき、判定手段１７がノッキングの有無
を判定する動作を説明する。
【００３４】ステップａ１では、カウンタ１６によって
計数される回数ｃの初期値が零に設定される。ステップ
ａ２では、クランク角センサ１３の出力に応答し、内燃
機関１１のサイクル中に設定される観測期間が開始され
る。ステップａ３では、濾波周波数帯域の設定されたＢ
ＰＦ１４を通過したノックセンサ１２の検出出力が、レ
ベル弁別手段１５によって設けられる判定レベル４４以
上に達しているか否かが判断される。判断が肯定である
ときステップａ４に進み、判断が否定であるときステッ
プａ５に進む。
計数される回数ｃの初期値が零に設定される。ステップ
ａ２では、クランク角センサ１３の出力に応答し、内燃
機関１１のサイクル中に設定される観測期間が開始され
る。ステップａ３では、濾波周波数帯域の設定されたＢ
ＰＦ１４を通過したノックセンサ１２の検出出力が、レ
ベル弁別手段１５によって設けられる判定レベル４４以
上に達しているか否かが判断される。判断が肯定である
ときステップａ４に進み、判断が否定であるときステッ
プａ５に進む。
【００３５】ステップａ４では、判定レベル４４以上に
達しているノックセンサ１２の検出出力がカウンタ１６
によって計数され、計数された回数である１が先に設定
された回数ｃに加算される。また加算された回数ｃが新
たな回数ｃに置換えられる。ステップａ５では、予め設
定されている観測期間が終了したか否かが判断される。
判断が肯定であるときステップａ６に進み、判断が否定
であるときステップａ３に戻り以降のステップが繰返さ
れる。
達しているノックセンサ１２の検出出力がカウンタ１６
によって計数され、計数された回数である１が先に設定
された回数ｃに加算される。また加算された回数ｃが新
たな回数ｃに置換えられる。ステップａ５では、予め設
定されている観測期間が終了したか否かが判断される。
判断が肯定であるときステップａ６に進み、判断が否定
であるときステップａ３に戻り以降のステップが繰返さ
れる。
【００３６】ステップａ６では、観測期間内において抽
出されたノックセンサ１２の検出出力の判定レベル４４
以上である回数ｃが、予め定める値ｘ２、たとえば前述
のように１回以下であるか否かが判断される。判断が肯
定であるときステップａ９に進み、判断が否定であると
きステップａ７に進む。ステップａ９では、回数ｃが予
め定める値ｘ２以下であるので、ノッキング無しと判定
される。
出されたノックセンサ１２の検出出力の判定レベル４４
以上である回数ｃが、予め定める値ｘ２、たとえば前述
のように１回以下であるか否かが判断される。判断が肯
定であるときステップａ９に進み、判断が否定であると
きステップａ７に進む。ステップａ９では、回数ｃが予
め定める値ｘ２以下であるので、ノッキング無しと判定
される。
【００３７】ステップａ７では、回数ｃが予め定められ
た値ｘ１、たとえば前述のように５回以上であるか否か
が判断される。判断が肯定であるときステップａ１０に
進み、判断が否定であるときステップａ８に進む。ステ
ップａ８では、回数ｃが予め定められた値ｘ２を超え、
かつ予め定められた値ｘ１未満であるので、ノッキング
有りと判定される。ステップａ１０では、回数ｃが予め
定める値ｘ１以上であるので、判定手段１７は、ノッキ
ングの有無の判定不可能と判定し、判定結果を出力す
る。ステップａ１１では、判定手段１７によるノッキン
グの有無の判定不可能との出力に応答し、補正手段１８
または広域補正手段２２が、ＢＰＦ１４の濾波周波数帯
域（以後、単に濾波周波数帯域と略称することがある）
をずらす補正を行う。
た値ｘ１、たとえば前述のように５回以上であるか否か
が判断される。判断が肯定であるときステップａ１０に
進み、判断が否定であるときステップａ８に進む。ステ
ップａ８では、回数ｃが予め定められた値ｘ２を超え、
かつ予め定められた値ｘ１未満であるので、ノッキング
有りと判定される。ステップａ１０では、回数ｃが予め
定める値ｘ１以上であるので、判定手段１７は、ノッキ
ングの有無の判定不可能と判定し、判定結果を出力す
る。ステップａ１１では、判定手段１７によるノッキン
グの有無の判定不可能との出力に応答し、補正手段１８
または広域補正手段２２が、ＢＰＦ１４の濾波周波数帯
域（以後、単に濾波周波数帯域と略称することがある）
をずらす補正を行う。
【００３８】このようにカウンタ１６によって計数され
た回数ｃが、予め定める値ｘ１以上であるか否か、また
予め定める値ｘ２以下であるか否かを比較するという簡
単な手段で共振周波数のずれを判定することが可能にな
る。また判定手段１７の出力に応答し、濾波周波数帯域
をノッキングの共振周波数に適合するようにずらして補
正することが可能になるので、ノッキングの検出精度を
向上することができる。
た回数ｃが、予め定める値ｘ１以上であるか否か、また
予め定める値ｘ２以下であるか否かを比較するという簡
単な手段で共振周波数のずれを判定することが可能にな
る。また判定手段１７の出力に応答し、濾波周波数帯域
をノッキングの共振周波数に適合するようにずらして補
正することが可能になるので、ノッキングの検出精度を
向上することができる。
【００３９】図７は、補正手段１８または広域補正手段
２２が濾波周波数帯域のずれを補正する動作を説明する
フローチャートである。図７のフローチャートを用い、
判定手段１７によるノッキングの有無の判定不可能との
出力に応答し、補正手段１８または広域補正手段２２
が、濾波周波数帯域をずらす補正を行う動作を説明す
る。
２２が濾波周波数帯域のずれを補正する動作を説明する
フローチャートである。図７のフローチャートを用い、
判定手段１７によるノッキングの有無の判定不可能との
出力に応答し、補正手段１８または広域補正手段２２
が、濾波周波数帯域をずらす補正を行う動作を説明す
る。
【００４０】ステップｂ１では、内燃機関１１の運転状
態において、濾波周波数帯域の補正が必要であるとの状
態判別がなされる。すなわち判定手段１７による判定
が、ノッキング有りまたはノッキング無しであるいずれ
かの運転状態から、ノッキング有無の判定が不可能であ
り濾波周波数帯域を補正すべき運転状態に変化した第１
サイクル目である。ステップｂ２では、第２メモリ２１
に平均ステップ数ｍＡがストアされているか否かが判断
される。判断が肯定であるとき、ステップｂ１０に進
み、判断が否定であるときステップｂ３に進む。
態において、濾波周波数帯域の補正が必要であるとの状
態判別がなされる。すなわち判定手段１７による判定
が、ノッキング有りまたはノッキング無しであるいずれ
かの運転状態から、ノッキング有無の判定が不可能であ
り濾波周波数帯域を補正すべき運転状態に変化した第１
サイクル目である。ステップｂ２では、第２メモリ２１
に平均ステップ数ｍＡがストアされているか否かが判断
される。判断が肯定であるとき、ステップｂ１０に進
み、判断が否定であるときステップｂ３に進む。
【００４１】ステップｂ３以降では、第２メモリ２１に
平均ステップ数ｍＡがストアされていないので、補正手
段１８は、濾波周波数帯域を段階的に１ステップづつ補
正する動作を実行する。ステップｂ３では、ステップ数
ｍの初期値を零に設定する。ステップｂ４では、濾波周
波数帯域を１段階すなわち１ステップ補正する。１ステ
ップの設定値は特に限定されるものではなく、たとえば
０．１ｋＨｚを１ステップのピッチとし、周波数帯域を
ずらす補正は、周波数の高くなる方向にずらすなどのよ
うに設定することができる。ステップｂ５では、濾波周
波数帯域を１ステップずらす補正を実行したので、ステ
ップ数ｍを（ｍ＋１）に置換える。
平均ステップ数ｍＡがストアされていないので、補正手
段１８は、濾波周波数帯域を段階的に１ステップづつ補
正する動作を実行する。ステップｂ３では、ステップ数
ｍの初期値を零に設定する。ステップｂ４では、濾波周
波数帯域を１段階すなわち１ステップ補正する。１ステ
ップの設定値は特に限定されるものではなく、たとえば
０．１ｋＨｚを１ステップのピッチとし、周波数帯域を
ずらす補正は、周波数の高くなる方向にずらすなどのよ
うに設定することができる。ステップｂ５では、濾波周
波数帯域を１ステップずらす補正を実行したので、ステ
ップ数ｍを（ｍ＋１）に置換える。
【００４２】ステップｂ６では、濾波周波数帯域を１ス
テップずらす補正後、図６に示すフローチャートに従っ
て判定を行った結果、補正後の濾波周波数帯域において
観測されるノックセンサ１２による検出出力の判定レベ
ル以上に達する回数が、予め定める値であるｘ１未満で
あり、ノッキング有りまたはノッキング無しの判定をす
ることができる状態（以後、この状態にある濾波周波数
帯域を適正周波数と呼ぶことがある）になったか否かが
判断される。すなわちステップｂ６では、判定手段１７
による判定が、ノッキング有りまたはノッキング無しで
あるいずれかの運転状態からノッキング有無の判定が不
可能であり濾波周波数帯域を補正すべき運転状態に変化
した後、第２サイクル目以降における図６に示す判定手
段１７の判定動作が実行される。ステップｂ６における
判断が否定であるとき、ステップｂ４に戻り、濾波周波
数帯域をさらに１ステップずらす補正をして、次のサイ
クルに移り図６に示す判定手段１７の判定動作が実行さ
れる。
テップずらす補正後、図６に示すフローチャートに従っ
て判定を行った結果、補正後の濾波周波数帯域において
観測されるノックセンサ１２による検出出力の判定レベ
ル以上に達する回数が、予め定める値であるｘ１未満で
あり、ノッキング有りまたはノッキング無しの判定をす
ることができる状態（以後、この状態にある濾波周波数
帯域を適正周波数と呼ぶことがある）になったか否かが
判断される。すなわちステップｂ６では、判定手段１７
による判定が、ノッキング有りまたはノッキング無しで
あるいずれかの運転状態からノッキング有無の判定が不
可能であり濾波周波数帯域を補正すべき運転状態に変化
した後、第２サイクル目以降における図６に示す判定手
段１７の判定動作が実行される。ステップｂ６における
判断が否定であるとき、ステップｂ４に戻り、濾波周波
数帯域をさらに１ステップずらす補正をして、次のサイ
クルに移り図６に示す判定手段１７の判定動作が実行さ
れる。
【００４３】ステップｂ６の判断が肯定であるとき、ス
テップｂ７に進む。ステップｂ７では、濾波周波数帯域
の補正を行った機会の回数（以後、補正機会回数と呼
ぶ）ｎに１を設定する。ここで補正機会回数ｎは、判定
手段１７による判定が、ノッキング有りまたはノッキン
グ無しである状態から、ノッキングの有無の判定不可能
との状態に移行した後、濾波周波数帯域を段階的にずら
す補正動作を行い再びノッキング有りまたはノッキング
無しの状態に復帰したことをもって、濾波周波数帯域の
補正を行った機会が１回と計数する。ここでは第２メモ
リ２１に平均ステップ数ｍＡがストアされていないの
で、内燃機関１１の運転開始後、未だ濾波周波数帯域を
ずらす補正が行われておらず、運転開始後最初に濾波周
波数帯域の補正をした機会であるとみなされるので、前
述のように補正機会回数ｎに１が設定される。
テップｂ７に進む。ステップｂ７では、濾波周波数帯域
の補正を行った機会の回数（以後、補正機会回数と呼
ぶ）ｎに１を設定する。ここで補正機会回数ｎは、判定
手段１７による判定が、ノッキング有りまたはノッキン
グ無しである状態から、ノッキングの有無の判定不可能
との状態に移行した後、濾波周波数帯域を段階的にずら
す補正動作を行い再びノッキング有りまたはノッキング
無しの状態に復帰したことをもって、濾波周波数帯域の
補正を行った機会が１回と計数する。ここでは第２メモ
リ２１に平均ステップ数ｍＡがストアされていないの
で、内燃機関１１の運転開始後、未だ濾波周波数帯域を
ずらす補正が行われておらず、運転開始後最初に濾波周
波数帯域の補正をした機会であるとみなされるので、前
述のように補正機会回数ｎに１が設定される。
【００４４】ステップｂ８では、濾波周波数帯域をずら
す補正をした実績のステップ数ｍおよび補正機会回数ｎ
を第１メモリ１９にストアする。ステップｂ９では、平
均ステップ数ｍＡが第２メモリ２１にストアされる。平
均ステップ数ｍＡは、補正機会回数ｎが１であるので、
前記ステップ数ｍに同じであり、ステップ数ｍを平均ス
テップ数ｍＡに置換えて第２メモリ２１にストアされ
る。
す補正をした実績のステップ数ｍおよび補正機会回数ｎ
を第１メモリ１９にストアする。ステップｂ９では、平
均ステップ数ｍＡが第２メモリ２１にストアされる。平
均ステップ数ｍＡは、補正機会回数ｎが１であるので、
前記ステップ数ｍに同じであり、ステップ数ｍを平均ス
テップ数ｍＡに置換えて第２メモリ２１にストアされ
る。
【００４５】前述のようにステップｂ２の判断が肯定で
あるとき、ステップｂ１０に進む。ステップｂ１０で
は、第２メモリ２１にストアされている平均ステップ数
ｍＡを読出す。ステップｂ１１では、平均ステップ数ｍ
Ａを、補正機会回数ｉ回目の補正すべきステップ数を意
味するｍｉに置換える。ステップｂ１２では、第１メモ
リ１９から補正機会回数ｎを読出す。
あるとき、ステップｂ１０に進む。ステップｂ１０で
は、第２メモリ２１にストアされている平均ステップ数
ｍＡを読出す。ステップｂ１１では、平均ステップ数ｍ
Ａを、補正機会回数ｉ回目の補正すべきステップ数を意
味するｍｉに置換える。ステップｂ１２では、第１メモ
リ１９から補正機会回数ｎを読出す。
【００４６】ここで補正機会回数ｎは、今回の濾波周波
数帯域をずらす補正動作をする以前に、ｎ回繰返し実行
された補正機会回数のことであり、補正動作の実行が完
了するごとに第１メモリ１９にストアされる。ステップ
ｂ１３では、ｎ回の補正機会において濾波周波数帯域を
ずらせたステップ数の和ｍＳ（＝ｎ×ｍｉ）が、演算手
段２０によって演算される。ステップｂ１４では、広域
補正手段２２である処理回路２５の出力に応答し、ＢＰ
Ｆ１４の濾波周波数帯域は、ステップ数ｍｉ分たとえば
１ステップのピッチが０．１ｋＨｚであれば（０．１×
ｍｉ）ｋＨｚが一気に補正される。
数帯域をずらす補正動作をする以前に、ｎ回繰返し実行
された補正機会回数のことであり、補正動作の実行が完
了するごとに第１メモリ１９にストアされる。ステップ
ｂ１３では、ｎ回の補正機会において濾波周波数帯域を
ずらせたステップ数の和ｍＳ（＝ｎ×ｍｉ）が、演算手
段２０によって演算される。ステップｂ１４では、広域
補正手段２２である処理回路２５の出力に応答し、ＢＰ
Ｆ１４の濾波周波数帯域は、ステップ数ｍｉ分たとえば
１ステップのピッチが０．１ｋＨｚであれば（０．１×
ｍｉ）ｋＨｚが一気に補正される。
【００４７】ステップｂ１５では、濾波周波数帯域をス
テップ数ｍｉ分一気にずらす補正後、図６に示すフロー
チャートに従って判定を行い、補正後の濾波周波数帯域
が適正周波数であるか否かが判断される。すなわちステ
ップｂ１５では、前述のステップｂ６と同様に判定手段
１７による判定が、ノッキング有りまたはノッキング無
しであるいずれかの運転状態からノッキング有無の判定
が不可能であり濾波周波数帯域を補正すべき運転状態に
変化した後、第２サイクル目以降における図６に示す判
定手段１７の判定動作が実行される。ステップｂ１５に
おける判断が否定であるとき、ステップｂ１６に進み、
判断が肯定であるとき、ステップｂ１８に進む。
テップ数ｍｉ分一気にずらす補正後、図６に示すフロー
チャートに従って判定を行い、補正後の濾波周波数帯域
が適正周波数であるか否かが判断される。すなわちステ
ップｂ１５では、前述のステップｂ６と同様に判定手段
１７による判定が、ノッキング有りまたはノッキング無
しであるいずれかの運転状態からノッキング有無の判定
が不可能であり濾波周波数帯域を補正すべき運転状態に
変化した後、第２サイクル目以降における図６に示す判
定手段１７の判定動作が実行される。ステップｂ１５に
おける判断が否定であるとき、ステップｂ１６に進み、
判断が肯定であるとき、ステップｂ１８に進む。
【００４８】ステップｂ１６では、濾波周波数帯域をさ
らに１ステップずらす補正をする。ステップｂ１７で
は、ステップｂ１６で濾波周波数帯域を１ステップずら
す補正をしたので、演算手段２０によってステップ数ｍ
ｉに１を加算し、（ｍｉ＋１）を新たなステップ数に置
換えてステップｂ１５に戻り、内燃機関１１の次のサイ
クルに移り図６に示す判定手段１７の判定動作が実行さ
れる。
らに１ステップずらす補正をする。ステップｂ１７で
は、ステップｂ１６で濾波周波数帯域を１ステップずら
す補正をしたので、演算手段２０によってステップ数ｍ
ｉに１を加算し、（ｍｉ＋１）を新たなステップ数に置
換えてステップｂ１５に戻り、内燃機関１１の次のサイ
クルに移り図６に示す判定手段１７の判定動作が実行さ
れる。
【００４９】ステップｂ１８では、補正機会回数ｎに１
を加算し、（ｎ＋１）を新たな補正機会回数ｎに置換え
る。ステップｂ１９では、補正機会回数ｎおよび濾波周
波数帯域をずらす補正をした実績のステップ数ｍｉを第
１メモリ１９にストアする。ステップｂ２０では、次式
（１）に従い演算手段２０によって平均ステップ数ｍＡ
を演算する。 ｍＡ＝（ｍＳ＋ｍｉ）／ｎ …（１） ステップｂ２１では、平均ステップ数ｍＡを第２メモリ
２１にストアする。図７のフローチャートに従って求め
られた平均ステップ数ｍＡは、内燃機関１１に備わる気
筒２３ごとに、また内燃機関１１の回転速度ごとに第２
メモリ２１にストアされる。
を加算し、（ｎ＋１）を新たな補正機会回数ｎに置換え
る。ステップｂ１９では、補正機会回数ｎおよび濾波周
波数帯域をずらす補正をした実績のステップ数ｍｉを第
１メモリ１９にストアする。ステップｂ２０では、次式
（１）に従い演算手段２０によって平均ステップ数ｍＡ
を演算する。 ｍＡ＝（ｍＳ＋ｍｉ）／ｎ …（１） ステップｂ２１では、平均ステップ数ｍＡを第２メモリ
２１にストアする。図７のフローチャートに従って求め
られた平均ステップ数ｍＡは、内燃機関１１に備わる気
筒２３ごとに、また内燃機関１１の回転速度ごとに第２
メモリ２１にストアされる。
【００５０】第１メモリ１９にストアされる補正機会回
数ｎおよびステップ数ｍｉ、また第２メモリ２１にスト
アされる平均ステップ数ｍＡは、内燃機関１１の運転が
停止されるごとに、たとえば内燃機関１１が搭載される
自動車のイグニッションスイッチがオフにされるごとに
消去される構成であってもよく、また消去せずに実績を
累積してノッキングの有無の判定に用いる構成であって
もよい。
数ｎおよびステップ数ｍｉ、また第２メモリ２１にスト
アされる平均ステップ数ｍＡは、内燃機関１１の運転が
停止されるごとに、たとえば内燃機関１１が搭載される
自動車のイグニッションスイッチがオフにされるごとに
消去される構成であってもよく、また消去せずに実績を
累積してノッキングの有無の判定に用いる構成であって
もよい。
【００５１】本実施の形態では、第２メモリ２１に平均
ステップ数ｍＡがストアされ、広域補正手段２２は、平
均ステップ数ｍＡによって定められるＢＰＦ１４の濾波
周波数帯域のずらすべき段階を一気にずらす補正をする
ことができるので、共振周波数帯域の補正に要する時間
を短縮し、早期にノッキング発生有無の判定をすること
が可能になる。また第２メモリ２１には、平均ステップ
回数ｍＡが内燃機関１１に備わる気筒ごとおよび内燃機
関１１の回転速度ごとにストアされるので、いずれの気
筒においても、また回転速度が変化した状態において
も、広域補正手段２２は、平均ステップ数ｍＡによって
定められるＢＰＦ１４の濾波周波数帯域を一気にずらす
補正をすることができる。
ステップ数ｍＡがストアされ、広域補正手段２２は、平
均ステップ数ｍＡによって定められるＢＰＦ１４の濾波
周波数帯域のずらすべき段階を一気にずらす補正をする
ことができるので、共振周波数帯域の補正に要する時間
を短縮し、早期にノッキング発生有無の判定をすること
が可能になる。また第２メモリ２１には、平均ステップ
回数ｍＡが内燃機関１１に備わる気筒ごとおよび内燃機
関１１の回転速度ごとにストアされるので、いずれの気
筒においても、また回転速度が変化した状態において
も、広域補正手段２２は、平均ステップ数ｍＡによって
定められるＢＰＦ１４の濾波周波数帯域を一気にずらす
補正をすることができる。
【００５２】以上に述べたように、本実施の形態では、
ノッキング判定装置１０は、広域補正手段２２を含むよ
うに構成されるけれども、これに限定されることなく、
広域補正手段２２を含まないように構成されもよい。
ノッキング判定装置１０は、広域補正手段２２を含むよ
うに構成されるけれども、これに限定されることなく、
広域補正手段２２を含まないように構成されもよい。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、判定手段は、予め定め
られた判定レベル以上となるノックセンサの検出出力を
計数した回数ｃによって、ノッキングの共振周波数のず
れを判定し、補正手段は、判定手段の出力に応答してフ
ィルタの濾波周波数帯域をずらす補正をする。このこと
によって、共振周波数のずれを簡単な手段で判定するこ
とが可能になり、またフィルタの濾波周波数帯域をノッ
キングの共振周波数に適合するようにずらして補正する
ことが可能になるので、ノッキングの検出精度を向上す
ることができる。
られた判定レベル以上となるノックセンサの検出出力を
計数した回数ｃによって、ノッキングの共振周波数のず
れを判定し、補正手段は、判定手段の出力に応答してフ
ィルタの濾波周波数帯域をずらす補正をする。このこと
によって、共振周波数のずれを簡単な手段で判定するこ
とが可能になり、またフィルタの濾波周波数帯域をノッ
キングの共振周波数に適合するようにずらして補正する
ことが可能になるので、ノッキングの検出精度を向上す
ることができる。
【００５４】また本発明によれば、判定手段は、カウン
タによって計数された回数ｃが、予め定める値ｘ１以上
であるか否か、また予め定める値ｘ２以下であるか否か
の比較結果に基づいてノッキングの有無またはノッキン
グ有無の判定が不可能であることを判定する。このこと
によって、ノッキングの有無および共振周波数のずれを
簡単な手段で判定することができ、またノッキングの誤
判定を低減することができる。したがって、ノッキング
を抑制する制御をより精度よく行うことが可能になる。
タによって計数された回数ｃが、予め定める値ｘ１以上
であるか否か、また予め定める値ｘ２以下であるか否か
の比較結果に基づいてノッキングの有無またはノッキン
グ有無の判定が不可能であることを判定する。このこと
によって、ノッキングの有無および共振周波数のずれを
簡単な手段で判定することができ、またノッキングの誤
判定を低減することができる。したがって、ノッキング
を抑制する制御をより精度よく行うことが可能になる。
【００５５】また本発明によれば、広域補正手段は、平
均ステップ数によって定められるフィルタの濾波周波数
帯域のずらすべき段階を一気にずらす補正をすることが
できるので、共振周波数帯域の補正に要する時間を短縮
し、早期にノッキング発生有無の判定をすることが可能
になる。
均ステップ数によって定められるフィルタの濾波周波数
帯域のずらすべき段階を一気にずらす補正をすることが
できるので、共振周波数帯域の補正に要する時間を短縮
し、早期にノッキング発生有無の判定をすることが可能
になる。
【００５６】また本発明によれば、第２メモリには、平
均ステップ回数が内燃機関に備わる気筒ごとおよび内燃
機関の回転速度ごとにストアされる。このことによっ
て、内燃機関に備わるいずれの気筒においても、また内
燃機関の回転速度が変化した状態においても、広域補正
手段は、平均ステップ数によって定められるフィルタの
濾波周波数帯域のずらすべき段階を一気にずらす補正を
することができるので、共振周波数帯域の補正に要する
時間をさらに短縮することができる。
均ステップ回数が内燃機関に備わる気筒ごとおよび内燃
機関の回転速度ごとにストアされる。このことによっ
て、内燃機関に備わるいずれの気筒においても、また内
燃機関の回転速度が変化した状態においても、広域補正
手段は、平均ステップ数によって定められるフィルタの
濾波周波数帯域のずらすべき段階を一気にずらす補正を
することができるので、共振周波数帯域の補正に要する
時間をさらに短縮することができる。
【図１】本発明の実施の一形態である内燃機関のノッキ
ング判定装置の構成を簡略化して示すブロック図であ
る。
ング判定装置の構成を簡略化して示すブロック図であ
る。
【図２】図１に示す内燃機関のノッキング判定装置を備
える内燃機関の構成を簡略化して示す系統図である。
える内燃機関の構成を簡略化して示す系統図である。
【図３】ＢＰＦ１４の周波数通過率の概略を説明する図
である。
である。
【図４】ＢＰＦ１４の濾波周波数帯域のずれ補正前のノ
ックセンサ１２による検出出力を示す図である。
ックセンサ１２による検出出力を示す図である。
【図５】ＢＰＦ１４の濾波周波数帯域のずれ補正後のノ
ックセンサ１２の検出出力を示す図である。
ックセンサ１２の検出出力を示す図である。
【図６】判定手段１７のノッキングの有無を判定する動
作を説明するフローチャートである。
作を説明するフローチャートである。
【図７】補正手段１８または広域補正手段２２が濾波周
波数帯域のずれを補正する動作を説明するフローチャー
トである。
波数帯域のずれを補正する動作を説明するフローチャー
トである。
【図８】従来のノッキング発生有無判定の概略を示す図
である。
である。
１０ ノッキング判定装置 １１ 内燃機関 １２ ノックセンサ １３ クランク角センサ １４ フィルタ １５ レベル弁別手 １６ カウンタ １７ 判定手段 １８ 補正手段 １９ 第１メモリ ２０ 演算手段 ２１ 第２メモリ ２２ 広域補正手段 ２５ 処理回路
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃機関のノッキングを検出するノック
センサと、 内燃機関に備わるクランクの回転角度位置を検出するク
ランク角センサと、 濾波周波数帯域が可変であってノックセンサの検出出力
を濾波するフィルタと、 フィルタの出力に応答し、フィルタの出力を予め定める
判定レベルで弁別するレベル弁別手段と、 レベル弁別手段の出力に応答し、ノックセンサの検出出
力が判定レベル以上である回数ｃを計数するカウンタ
と、 カウンタの出力に応答し、計数された回数ｃに基づいて
ノッキングの有無を判定する判定手段と、 判定手段の出力に応答し、ノッキングの有無の判定が不
可能であると判定されたとき、フィルタの濾波周波数帯
域をずらす補正手段とを含むことを特徴とする内燃機関
のノッキング判定装置。 - 【請求項２】 前記判定手段は、 カウンタによって計数された前記回数ｃが、予め定める
第１の値ｘ１以上であるとき、ノッキングの有無の判定
が不可能であると判定し、前記回数ｃが、予め定める第
２の値ｘ２以下であるとき、ノッキング無しと判定する
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関のノッキング
判定装置。 - 【請求項３】 前記補正手段であって、フィルタの濾波
周波数帯域を段階的にずらす補正手段と、 補正手段の出力に応答し、ノッキングの有無の判定が可
能になるようにフィルタの濾波周波数帯域を段階的にず
らせた回数であるステップ数をストアする第１メモリ
と、 第１メモリにストアされたステップ数の和およびステッ
プ数の和をノッキングの有無の判定が不可能との判定に
基づいてフィルタの濾波周波数帯域を段階的にずらす補
正動作を行った機会の回数で除して平均ステップ数を演
算する演算手段と、 演算手段の出力に応答し、演算結果である平均ステップ
数をストアする第２メモリと、 前記判定手段の出力に応答し、ノッキングの有無の判定
が不可能と判定されかつ平均ステップ数が第２メモリに
ストアされているとき、第２メモリから読出された平均
ステップ数によって定められるフィルタの濾波周波数帯
域のずらすべき段階を一気にずらす広域補正手段とをさ
らに含むことを特徴とする請求項１または２記載の内燃
機関のノッキング判定装置。 - 【請求項４】 前記第２メモリは、 前記平均ステップ回数を、内燃機関に備わる気筒ごとお
よび内燃機関の回転速度ごとにストアすることを特徴と
する請求項３に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001171263A JP4560241B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 内燃機関のノッキング判定装置 |
| US10/162,080 US6867691B2 (en) | 2001-06-06 | 2002-06-05 | Knock determining apparatus for internal combustion engine |
| KR10-2002-0031575A KR100443876B1 (ko) | 2001-06-06 | 2002-06-05 | 내연기관의 노킹판정장치 |
| CNB021218269A CN1186608C (zh) | 2001-06-06 | 2002-06-06 | 内燃机的爆震判断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001171263A JP4560241B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 内燃機関のノッキング判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002364449A true JP2002364449A (ja) | 2002-12-18 |
| JP4560241B2 JP4560241B2 (ja) | 2010-10-13 |
Family
ID=19013062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001171263A Expired - Fee Related JP4560241B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 内燃機関のノッキング判定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6867691B2 (ja) |
| JP (1) | JP4560241B2 (ja) |
| KR (1) | KR100443876B1 (ja) |
| CN (1) | CN1186608C (ja) |
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