JP2586415B2 - 内燃機関用ノック制御装置 - Google Patents
内燃機関用ノック制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関（エンジン）に
発生するノックを検出して点火時期、空燃比、吸気圧等
のノック制御要因を制御する内燃機関用ノック制御装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、内燃機関に発生するノックを検出
するノック検出手段と、このノック検出手段の出力を増
幅する増幅手段と、ノック検出手段の出力が内燃機関の
回転数に応じて増加する傾向にあるのを利用して内燃機
関の回転数に応じてこの増幅手段の増幅率を複数段に段
階的に変化させる増幅率可変手段と、この増幅率可変手
段により決定された増幅率での増幅出力によってノック
を判別するノック判別手段と、このノック判別手段の判
別結果に応じて点火時期、空燃比、吸気圧等のノック制
御要因を制御するノック制御要因制御手段とを備えるも
のが知られている（例えば、特開昭６０−３５２３８号
公報）。 【０００３】 【発明が解決しょうとする課題】ところが、上述した従
来のものでは、ノック検出手段の出力が内燃機関の回転
数に応じて増加する傾向にあるのを利用して、増幅手段
の増幅率を内燃機関の回転数に応じて複数段に切り換え
ているので、内燃機関の回転数とノック検出手段との出
力の大きさとが一義的なものでないことから、ノック検
出手段の出力に応じた最適な増幅率の切り換えができ
ず、特にノック判定レベル作成手段によるノック判定レ
ベルの精度が悪くなるという問題がある。 【０００４】そこで本発明は、ノック判定レベルの作成
に最適な増幅率の切り換えができて、ノック判定レベル
の精度を向上することができ、より正確なノック判別を
可能にすることを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】そのため本発明は図１に
示すごとく、内燃機関に発生するノックを検出するノッ
ク検出手段と、このノック検出手段の出力を増幅する増
幅手段と、所定のノック判定区間内の前記増幅手段の出
力によってノック判定レベルを気筒毎に作成するノック
判定レベル作成手段と、このノック判定レベル作成手段
のノック判定レベルと前記ノック判定区間内の前記増幅
手段の出力とを比較してノックを判別するノック判別手
段と、このノック判別手段の判別結果に応じて点火時
期、空燃比、吸気圧等のノック制御要因を制御するノッ
ク制御要因制御手段と、前記ノック判定レベル作成手段
のノック判定レベルに対して上側のしきい値と下側のし
きい値とを設定し、前記ノック判定レベルと前記各しき
い値との大小比較を実行してその結果に基づき前記ノッ
ク判定区間外のタイミングにおいて前記増幅手段の増幅
率を各気筒に対し個別に前記ノック判定レベルの方が前
記上側のしきい値より大きい場合には小さくする方向
に、前記ノック判定レベルの方が前記下側のしきい値よ
り小さい場合には大きくする方向にそれぞれ複数段にか
つ段階的に変化させる増幅率可変手段とを備える内燃機
関用ノック制御装置を提供するものである。 【０００６】 【作用】これにより、ノック検出手段よりの所定のノッ
ク判定区間内の出力が増幅手段により増幅された後、ノ
ック判定レベル作成手段により気筒毎にノック判定レベ
ルが作成され、このノック判定レベルと増幅手段により
増幅されたノック検出手段よりのノック判定区間の出力
とが比較されてノック判別手段によりノックが判別され
る。また、ノック判定レベルと上側のしきい値および下
側のしきい値との大小比較応じてノック判定区間外のタ
イミングにおいて増幅率可変手段により増幅手段の増幅
率が各気筒に対し個別に前記ノック判定レベルの方が前
記上側のしきい値より大きい場合には小さくする方向
に、前記ノック判定レベルの方が前記下側のしきい値よ
り小さい場合には大きくする方向にそれぞれ複数段に段
階的に変化される。 【０００７】 【発明の効果】本発明によれば、増幅手段により増幅さ
れたノック検出手段の出力によりノック判定レベルが作
成され、このノック判定レベルに応じた増幅手段の増幅
率が複数段に段階的に変化されるから、ノック判定レベ
ルの作成に最適な増幅率の切り換えができて、ノック判
定レベルの精度を向上することができ、より正確なノッ
ク判別が可能となるという優れた効果がある。さらに、
所定のノック判定区間内のノック検出手段よりの出力に
基づいたノック判定レベルの大きさで増幅率を変化させ
るため、内燃機関のバルブノイズ等の影響を受けず、か
つ内燃機関の振動レベルのばらつきやノック検出手段の
感度の影響も受けることがないのみならず、ノック判定
レベルが飽和することがないので、仮に増幅手段の出力
が飽和しても、その場合には必ず、増幅手段の出力の方
がノック判定レベルより高くなるような関係が成り立つ
ため、ノック判別ミスをすることなく、適切に増幅率を
設定することができるという優れた効果がある。また、
ノック判定区間外で増幅率を変化させるため、ノック判
定区間内での増幅率変化はなく、安定した状態でノック
判定をすることができると共に、各気筒に対し個別に前
記ノック判定レベルの方が前記上側のしきい値より大き
い場合には小さくする方向に、前記ノック判定レベルの
方が前記下側のしきい値より小さい場合には大きくする
方向にそれぞれ気筒毎に複数段にかつ段階的に増幅率を
変化させるので、各気筒に対し最適な増幅率でノック検
出手段の出力を増幅することができるという優れた効果
がある。 【０００８】 【実施例】以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。図２において、１はエンジンのノックを検出するた
めのノック検出手段をなすノックセンサ、２はエンジン
の点火時期、空燃比等を制御するためのエンジン制御用
電子制御ユニット（ＥＣＵ）、３はＥＣＵからの点火制
御信号を受けて点火コイルの通電・遮断を行うイグナイ
タ、４はＥＣＵ２からの空燃比制御信号を受けてエンジ
ンの吸気系に燃料を噴射するためのインジェクタであ
る。 【０００９】また、ＥＣＵ２において、２１はノックセ
ンサ出力信号のうちノック特有の周波数成分のみを通過
させるフィルタ回路、２２はフィルタ通過後の信号を所
定の増幅率にて増幅もしくは減衰させるための増幅手段
の一部を構成する増幅器、２３は増幅器２２の出力を所
定の増幅率でさらに増幅もしくは減衰させるための増幅
手段の一部を構成する増幅器、２４はＡ／Ｄ変換器内蔵
型のマイクロコンピュータ、２５は各種センサ及びマイ
クロコンピュータ２４からのノック検出結果を受けて点
火時期、空燃比等を制御するためのホストコンピュータ
である。 【００１０】ノックセンサ１は圧電式ノックセンサであ
り、ノックによって生じるエンジンブロックの振動を電
気信号に変換する。この電気信号はバンドパスフィルタ
２１を通過することによりノイズ成分が除去され、ノッ
ク特有の周波数成分（たとえば８ＫＨZ ）のみが増幅器
２２へ入力される。増幅器２２の増幅率は使用するノッ
クセンサの出力特性あるいは後述するＡ／Ｄ変換器２４
ａのダイナミックレンジ等を考慮して決める。この増幅
器２２の増幅率をＧ1 とすれば、Ｇ1 は１以上の場合も
１以下の場合もありうる。 【００１１】増幅器２２の出力は２つに分岐し、一方は
マイクロコンピュータ２４（本実施例では１チップマイ
クロコンピュータとして富士通社製ＭＢ８８４１３を用
いている）に内蔵されたＡ／Ｄ変換器２４ａのアナログ
入力ポートＡＮ１に入力され、他方は増幅器２３に入力
される。増幅器２３は前段の増幅器２２の出力をさらに
増幅するためのものであり、その増幅率はたとえば４倍
になっている。この増幅器２３の出力はＡ／Ｄ変換器２
４ａのもうひとつのアナログ入力ポートＡＮ２に入力さ
れる。 【００１２】こうすることにより相対的に４倍だけ異な
ったセンサ信号がＡ／Ｄ変換器２４ａの２つのポートＡ
Ｎ１，ＡＮ２に同時入力される（ＡＮ１は増幅率Ｇ1 、
ＡＮ２は増幅率Ｇ2 ＝４×Ｇ1 ）。増幅器２３の増幅率
については任意の値が可能であるが、２，３，８，……
あるいは１／２，１／４，１／８，……等の『２のべき
乗』に設定するのが望ましい。 【００１３】なぜなら、マイクロコンピュータ２４はセ
ンサ入力ポートＡＮ１とＡＮ２を適宜選択使用すること
によりノックセンサ１の入力ゲインを切替制御するが、
その時、計算値を補正する必要があり、２のべき乗の相
対比率になっていれば演算が簡単で実行時間の早いシフ
ト演算処理が使用できるからである。また、２のべき乗
にすることにより除算あるいは乗算機能のないマイクロ
コンピュータに広く適用することが可能となる。 【００１４】なお、増幅器２３を増幅器２２の後段に設
置したが、これは相対信号比率（この例では４倍）の精
度を高く保つためである。すなわち、フィルタ２１の出
力を２つに分岐させ増幅器２２と増幅器２３に並列に入
力し、その出力をポートＡＮ１，ＡＮ２に入力しても機
能的には同じである。しかしながら、この場合、相対信
号比率（たとえば４倍）の精度を保つためには、増幅器
２２の増幅率Ｇ1 と増幅器２３の増幅率Ｇ2 の両方の精
度を高くする必要がある（この場合、Ｇ2 ／Ｇ 1 が相対
信号比率になるため）。 【００１５】これに対して実施例のようにすると、相対
信号比率は増幅器２３だけで決まるので誤差を少なくで
きる。さて、マイクロコンピュータ２４はその内部に、
Ａ／Ｄ変換器２４ａ、および図示しないが中央処理装置
（ＣＰＵ）、記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ）、入出力装置
（１／０）等を備え、Ａ／Ｄ変換用アナログ入力ポート
ＡＮ１，ＡＮ２から取り込んだノックセンサ信号値を基
にノック判定及びノックセンサフェイル検出を実行す
る。このノック判定結果及びノックセンサフェイルの結
果はマイクロコンピュータ２４の出力ポートから出力さ
れ、適切なタイミングでエンジン制御用ホストコンピュ
ータ２５にその入力ポートを通じて取り込まれる。 【００１６】このホストコンピュータ２５もやはりマイ
クロコンピュータであり、８ビット等の比較的高級なマ
イクロコンピュータを使用するのが良い。このエンジン
制御用マイクロコンピュータ２５は公知のごとく図示し
ない回転角センサ、吸入空気量センサ（エアフローメー
タ）等のセンサ信号を基に基本点火時期、基本噴射時間
計算する。空燃比の制御は、基本噴射時間をベースにし
てこれに各種センサ（たとえば水温センサ）による補正
値を加えたり、あるいは噴射時間を酸素濃度（Ｏ2 ）セ
ンサのリッチ・リーン信号によりフィードバック制御す
ることにより達成される。 【００１７】一方、点火時期は基本点火時期を基準にし
てマイクロコンピュータ２４のノック判定結果に応じて
進角、遅角させることにより、常にノック限界付近にコ
ントロールされる。また、マイクロコンピュータ２４に
よってノックセンサ１のフェイルが検出された場合に
は、点火時期を最遅角にする等の処置もこのエンジン制
御用ホストコンピュータ２５が実行する。また、マイク
ロコンピュータ２４のリセット信号もホストコンピュー
タ２５が管理する。すなわち、ホストコンピュータ２５
の電源が投入されるとホストコンピュータ２５はまず自
分自身のイニシャライズをしたのち、ノック検出用のマ
イクロコンピュータ２４にリセット信号を送りこれをイ
ニシャライズする。 【００１８】次に本実施例の作動説明を行う。図３は、
本実施例のノッキング検出、判定、センサフェイル検
出、遅角量演算出力のためのマイクロコンピュータ２４
のタイミングチャートを示す。図４はマイクロコンピュ
ータ２４の基本的なプログラムの流れを示すフローチャ
ートである。スタートのステップ２２０より始まるメイ
ンルーチンでは、内蔵タイマーでの点火周期Ｔ１８０の
計算（ステップ２２１）、その値に基づいてＡ／Ｄ変換
開始までの遅延時間（マスキング時間）Ｔ１、Ａ／Ｄ変
換を行う時間（判定時間）Ｔ２、Ａ／Ｄ変換値と比較す
る判定レベルを求める為にノックセンサ信号の平均値に
乗ずる為の予め実験的に定めた倍率（Ｋ値）の計算（ス
テップ２２２）及びノックセンサフェイル検出用のフェ
イル判定レベル（ＶF ）の計算（ステップ２２３）が実
行される。 【００１９】ホストコンピュータ２５から出力される割
込み開始（ＩＲＱ）信号の立下り（図３の２１１）でマ
イクロコンピュータ２４に割込みがかかる（図４のステ
ップ２１１−１）。本実施例ではエンジンの各気筒の上
死点前（ＢＴＤＣ）１０°ＣＡのタイミングでホストコ
ンピュータ２５がＩＲＱ信号を立ち下げる。割込ルーチ
ン開始後、割込処理（図３の２１２）に続きマスキング
時間Ｔ１（図３の２１３）の間、マイクロコンピュータ
２４はＡ／Ｄ変換を待つ（図４のステップ２１３−１） マスキング時間終了後、時間Ｔ２（図３の２１４）の値
の期間だけ、アナログ入力ポートＡＮ１またはＡＮ２に
入力されるノックセンサ信号を繰り返しＡ−Ｄ変換し、
（図４のステップ２１４−１）、そのＡ−Ｄ変換値をな
まし処理した（図４のステップ２１４−２）後、毎回の
Ａ／Ｄ変換値ＶADと前回計算の気筒別判定レベルＶLEと
を比較し、ＶLEV ＜ＶADの場合にはノックパルスをカウ
ントアップ（図４のステップ２１４−３）する。ステッ
プ２１４−２におけるＡ／Ｄ変換値のなまし処理は次の
ように行う。 【００２０】 【数１】 ここで、ＶADi は今回のＡ／Ｄ変換値、ＶMADi-1は前回
までのなまし結果、Ｖ MADiは今回のなまし結果である。 【００２１】次に、ステップ２１４−４にて最大値Ｖ
peak算出のためのデータ置換を実行する。すなわち、今
回のＡ／Ｄ変換値ＶADi が先回までの最大値Ｖpeakより
大きい場合にはＶPeakを今回のＶADi で置換し、ＶADi
がＶPeakよりも小さい場合には先回までのＶPeak値をそ
のまま保存する。これをＴ2 ループの間繰り返す（ステ
ップ２１４−５）ことにより、ノック判定区間（Ｔ2 ）
内の最大波高値ＶPeakを求めることができる（図８参
照）。 【００２２】また、Ａ／Ｄ変換終了後、Ａ／Ｄ変換器２
４ａの平均値を図３の２１５のタイミングで算出し、さ
らに次判定区間用気筒別判定レベルを算出する（図４の
ステップ２１５−１，２１５−２）。ここで、ステップ
２１５−１の平均値算出は次のように行う。 【００２３】 【数２】 ここで、ＶMAD はステップ２１４−２で計算された最終
的ななまし結果、ＶMEAN -iは前サイクルまでの平均値、
ＶMEANは今回までの平均値である。 【００２４】また、ステップ２１５−２の判定レベルＶ
LEV の計算は次のように行う。 【００２５】 【数３】ＶLEV ＝Ｋ×（ＶMEAN＋ＶMOS ） ここで、ＶMOS はＡ／Ｄ変換誤差、演算処理誤差等を補
正する定数であり、予め実験により求めておく。以上の
ようにして求められたノック判定レベルＶLEV は、エン
ジン条件に応じて変化すると共に気筒毎にも変化する。
すなわち、ＶLEV の計算の基になる量Ｖ MEANはその気筒
だけのセンサ出力平均値に対応する量であり、従って、
仮にＫ値が全気筒で一定でもＶLEV は気筒毎に変化す
る。 【００２６】マイクロコンピュータ２４は気筒毎に判定
レベル（たとえば、４気筒なら４つ）をＲＡＭエリアに
保存・更新している。次に、図３の２１５のタイミング
内において図４のステップ２１５−３で以下のようにし
てフェイル出力を計算する。 【００２７】 【数４】 ここで、ＶFaiLi は今回のフェイル出力結果、Ｖ
FaiLi-1 は先回までのフェイル出力、Ｖpeakは既出のと
おりノック判定区間内の最大波高値である。このＶFa
ili はＶMEANと同様に気筒毎に算出される。 【００２８】次に図３の２１５のタイミング内における
図４のステップ２１５−４のＡ／Ｄ変換ポートの選択は
図１０に示すフローチャートに従って次のようにして行
われる。まず、マイクロコンピュータ２４がイニシャラ
イズされたときにはＡ／Ｄ変換ポートは相対的に増幅率
の大きな側のポートすなわちＡＮ２に予め設定されてい
る。そして、エンジン条件が変化し、例えばエンジン回
転数が高くなるとセンサ出力が増大し、ＶMEANが大きく
なる。その結果、ノック判定レベル 【００２９】 【数５】ＶLEV ＝Ｋ×（ＶMEAN＋ＶMOS ） が所定値ＶMAX を超える気筒がでてくる。これを図９の
（ａ）を用いて補足説明する。例えば、比較的出力の大
きな気筒（ｊ気筒とする）のノック判定レベルＶ LEV は
エンジン回転数を上げていくとある回転数で所定値Ｖ
MAX を超える。 【００３０】このとき、マイクロコンピュータ２４はそ
の気筒のタイミングでのＡ／Ｄ変換ポートを増幅率の低
いＡＮ１側に切り替える（ステップ２６１〜２６３）。
別の気筒については、その気筒のノック判定レベルＶ
LEV が所定値ＶMAX を超えた時点でＡ／Ｄ変換ポートを
ＡＮ２からＡＮ１側へ切替える（図９の＃ｋ気筒参
照）。そして、ポートがＡＮ２からＡＮ１側へ切替わっ
た気筒についてはその気筒に対応するＶMEAN，ＶLEV そ
してＶFaiLを相対的信号比率分だけ修正する（ステップ
２６４）。この例では１／４にする。 【００３１】このとき比率が２のべき乗に設定してある
とシフト演算で高速処理できる。すなわち、この場合に
はＶMEAN，ＶLEV ，ＶFaiLを２ビットだけ右へシフトす
ることにより、値を１／４に高速に修正できる。さて今
度は逆にエンジン回転数が下がってきてＶLEV が所定値
ＶMIN を下まわるとＡ／Ｄ変換ポートを増幅率の大きい
側に切替える（すなわちＡＮ１からＡＮ２側に切替る：
ステップ２６１，２６５，２６６）と共に、その気筒の
ＶLEV ，ＶMEAN，ＶFaiLを２ビットだけ左へシフト（す
なわち４倍：ステップ２６７）する。従って、例えばエ
ンジン回転数が一定の条件下では＃ｊ気筒がＡＮ１側の
ポート選択、＃ｋ気筒がＡＮ２側のポート選択になって
いる場合も存在する。 【００３２】これをもう少し説明すると、例えば４気筒
のエンジンで点火順序が＃１，＃３，＃４，＃２気筒の
順であるとすると、＃１気筒のノック検出のタイミング
ではＡＮ２側のポートからのＡ／Ｄ変換値を取り込み、
次の＃３気筒のノック検出のタイミングではＡＮ１側の
ポートからのＡ／Ｄ変換値を取り込むようにするわけで
ある。このような操作により気筒毎にそしてセンサ信号
の出力レベルに応じて増幅率を切替ることができる。 【００３３】なお、上下の切替用しきい値ＶMAX とＶ
MIN はその比が相対信号比率（この例では４倍）以上に
マージンをもって設定しておくと、ポートの切替特性に
ヒステリシスを持たすことができ、切替動作のハンチン
グを防ぐことができる（図９の（ａ）参照）。次に、Ａ
／Ｄ変換部分とノック判定出力について詳細な動作説明
を図５，６，７と用いて行う。 【００３４】図５中の３０１はノッキング検出信号の１
周期相当分である。前述の様に検出信号は８ＫＨZ の正
弦波となっている。図６を参照し、Ａ−Ｄ変換のプログ
ラムが開始（ステップ３２０）されると、１チップマイ
クロコンピュータ２４内の比較機能であるコンパレータ
のモードが設定され０レベルに対しスレシホルドレベル
Ｔｈが設定される（ステップ３２１）。そしてコンパレ
ータをスタートさせ（ステップ３２２）、正弦波３０１
のＴｈからの立下りの時刻ＴＤＯを検出し（ステップ３
２３−１）、誤動作を防ぐ目的でさらにＴｈレベルを確
認する（ステップ３２３−２）。Ｔｈレベル検出後は、
Ｔｈレベルからの立下りを検出するルーチンに移り（ス
テップ３２５）、立上り検出時刻ＴＺ１から所定時間Δ
Ｄ遅延させ（ステップ３２６）、時刻ＴＳ１に到る。 【００３５】なお、立上り検出ルーチン（ステップ３２
５）では、判断を直列に配し、立上りが検出されなくて
も最終的にステップ３２６に移るようにして、演算処理
が無限ループに陥らないようにしている。続いて、時刻
ＴＳ１からＡ／Ｄ変換を開始する時刻が正弦波３０１の
ピーク３１０−１を中心として設定される。その際、正
弦波３０１のピーク付近のスロープは正弦波の立上り、
立下りのスロープに比べ、ほぼ一定と見なされ、遅延時
間ΔＤをピークの近傍まで遅らす事によってＡ／Ｄ変換
を行っても（ステップ３２７）正弦波３０１のピーク値
ＶP が得られる。 【００３６】即ち変換開始時刻ＴSIで与えられる値
ＶSI、終了時刻Ｔfiで与えられる値Ｖfiは、いずれもピ
ーク値ＶP に比べ、その差を極めて少なく、更に本例で
はＡ／Ｄ変換は逐次比較式Ａ／Ｄ変換を用いていてる為
得られたＡ／Ｄ変換値はＶSI，Ｖ fiよりＶP に近づくも
のである。得られた変換値は読み取られたメモリに入れ
られ（ステップ３２８）、次の作動ステップ３２９に移
る。 【００３７】図７は、ノック強度判定のためのパルスカ
ウント部分（図４のステップ２１４−３）のより詳細な
フローチャートである。Ａ／Ｄ変換された値ＶADは、前
回までに求められた気筒別判定レベルＶLEV （図４のス
テップ２１５−２）と比較され（ステップ３３１）、Ａ
／Ｄ変換値が、気筒別判定レベルＶLEV より低かった
ら、次の作動ステップ３３３に移る。気筒別判定レベル
ＶLEV より大きいと判定した時は、ノックパルスカウン
タに１を加算（ステップ３３２）する。 【００３８】このパルスカウントをノック判定区間の間
繰り返す（図４のステップ２１４−５のＴ2 ループ）こ
とにより１点火周期の間のパルス総数が求められる。こ
のパルス総数がノック強度に対応する量になる。例え
ば、パルス総数０〜１がノックなし、２〜５が小ノッ
ク、６〜９が中ノック、それ以上が大ノックというよう
にノック強度を分類して判定することができる。パルス
数１をノックなしに含めたのは、電気的な鋭いノイズが
入ってきたときにこれをノックと誤判断させないための
工夫である。 【００３９】このようにして判断されたノックの強度の
結果は、図４のステップ２１６−１でマイクロコンピュ
ータ２４の出力ポートからホストコンピュータ２５に向
けて送信される。例えば、ノック強度を、なし、小、
中、大の４種類とすれば、これは２本の信号線の０，１
の組み合わせでホストコンピュータ２５に送信すること
ができる。ホストコンピュータ２５はこれを適切なタイ
ミングで読み取りこの情報によって点火時期の進遅角演
算を実行し、最終的にイグナイタ３に点火時期制御信号
を送ることによりノックコントロールされる。 【００４０】次に図４のステップ２１６−２のフェイル
判定出力について図１１のフローチャートを参照して詳
細に説明する。先に説明した通り、ノックセンサフェイ
ルの被検出信号はノック判定区間内の最大波高値Ｖpeak
のなまし値ＶFaiLi を使用している。このＶFaiLi は気
筒毎に算出され（ステップ２１５−３）、これをステッ
プ２１６−２でフェイル判定レベルＶF と比較する。こ
れを図９の（ｂ）を用いて説明すると、フェイル判定レ
ベルＶF はエンジン条件（例えばエンジン回転数）に応
じて変化するようになっている。 【００４１】このフェイル判定レベルＶF は気筒毎に変
化させても良いが、全気筒共通のフェイル判定レベルで
も実用上は特に問題ない。このフェイル判定レベルＶF
と被検出信号ＶFaiLi を毎点火比較する（ステップ２７
１）。そしてこのＶFaiLi がフェイル判定レベルＶF よ
り小さく、かつその気筒の増幅率が大きい側になってい
る場合（ステップ２７２で判別）に限り、フェイルカウ
ンタを１だけインクリメントする（ステップ２７３）。
そして、ＶFaiLi がＶF を超える点火サイクルがきた場
合、もしくは増幅率が小さい側になっている気筒が巡っ
てきた場合にはそのフェイルカウンタを０にクリアする
（ステップ２７４）。 【００４２】このようにしてフェイルカウンタの計数値
が所定値になったとき、例えば３０点火連続してフェイ
ルカウンタがインクリメントされた時（ステップ２７５
で判別）には、センサフェイルと判定し、デジタル出力
ポートよりホストコンピュータ２５にフェイル信号を送
る（ステップ２７６）。ホストコンピュータ２５側で
は、この信号を受けとると、点火時期を最遅角にする等
の安全上の処置をとる。 【００４３】なお、フェイル判定レベルＶF はエンジン
の適合定数であるが、ノイズマージン等の理由によりあ
まり小さな値は使用できない。図９の（ｂ）において、
この下限をＶFminとすると、増幅率を切り替えないでフ
ェイル検出する従来のシステムではＮ1 以上の回転域で
しかフェイル検出できない。しかるに本実施例ではこれ
を低回転（Ｎ2 ）までフェイル検出が可能になる。従っ
て、本実施例ではステップ２７０でエンジン回転数がＮ
2 以上か否かを判別し、Ｎ2 以上の回転域をフェイル検
出実行条件としている。 【００４４】また、上述した実施例のごとく、センサ信
号が比較的大きくなるような燃焼区間（ノック判定区
間）内の最大波高値に関連した量をフェイル被判定信号
にすることにより、フェイル検出精度がさらに向上す
る。なお、上述した実施例では増幅率を気筒毎に切替え
ているので、マイクロコンピュータのソフトウェアのみ
で性能の高い気筒別ゲイン切替が達成できる。 【００４５】また、上述した実施例では増幅率を２段階
に切替えたが、３段以上の多段階に切替ることももちろ
ん可能である。この時には例えば増幅率を大きい順にＧ
1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ……とすれば、Ｇ1 とＧ2 のときのみフ
ェイル検出し（Ｇ3 のときのみフェイル検出を禁止す
る）、さらに、フェイル判定レベルＶF 自体をＧ1 とＧ
2 で切替ることも考えられる。 【００４６】また、上述した実施例では増幅器２２，２
３の出力を直接、同時にＡ／Ｄ変換器２４ａの入力ポー
トＡＮ１，ＡＮ２に入力しているが、図１２に示したご
とくアナログスイッチ２６を介してＡ／Ｄ変換器２４ａ
に選択入力することも考えられる。このときにはアナロ
グスイッチ２６の切替制御はマイクロコンピュータ２４
のデジタルポートにより実行することができる。 【００４７】また上述した実施例ではフェイルの被検出
信号としてＶpeakの１６点火なまし値ＶFaiLi を使用し
ているが、Ｖpeakを直接、フェイル被検出信号として使
用することもできる。しかしながら、なまし値ＶFaiLi
を使用した方がフェイル検出の精度が高くなるため本実
施例の方が望ましい。また、ＶFaiLi は気筒別に作成し
ているが、これも全気筒共通に作成することも考えられ
る。 【００４８】また、本実施例ではＶpeakのなまし値を用
いてフェイル検出しているが、ＶME ANを用いてフェイル
検出することも考えられる。またＶpeak分布を中央値
（累積５０％点）を用いてフェイル判定することもでき
る。Ｖpeakの分布中央値Ｖseは、点火サイクル毎にＶ
peakがＶseよりも大ならＶse＝Ｖse＋ΔＶse，逆にＶ
peakがＶseよりも小さいならばＶse＝Ｖse−ΔＶseのよ
うに逐次更新していくことにより求めることができる。 【００４９】また、上述した実施例では増幅率が小さい
側に切替っているときにフェイルカウンタを０にクリア
し、全くフェイル検出をキャンセルしたが、増幅率が小
さい時にはフェイルカウンタのカウント値をホールドし
ておくことも考えられる。
発生するノックを検出して点火時期、空燃比、吸気圧等
のノック制御要因を制御する内燃機関用ノック制御装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、内燃機関に発生するノックを検出
するノック検出手段と、このノック検出手段の出力を増
幅する増幅手段と、ノック検出手段の出力が内燃機関の
回転数に応じて増加する傾向にあるのを利用して内燃機
関の回転数に応じてこの増幅手段の増幅率を複数段に段
階的に変化させる増幅率可変手段と、この増幅率可変手
段により決定された増幅率での増幅出力によってノック
を判別するノック判別手段と、このノック判別手段の判
別結果に応じて点火時期、空燃比、吸気圧等のノック制
御要因を制御するノック制御要因制御手段とを備えるも
のが知られている（例えば、特開昭６０−３５２３８号
公報）。 【０００３】 【発明が解決しょうとする課題】ところが、上述した従
来のものでは、ノック検出手段の出力が内燃機関の回転
数に応じて増加する傾向にあるのを利用して、増幅手段
の増幅率を内燃機関の回転数に応じて複数段に切り換え
ているので、内燃機関の回転数とノック検出手段との出
力の大きさとが一義的なものでないことから、ノック検
出手段の出力に応じた最適な増幅率の切り換えができ
ず、特にノック判定レベル作成手段によるノック判定レ
ベルの精度が悪くなるという問題がある。 【０００４】そこで本発明は、ノック判定レベルの作成
に最適な増幅率の切り換えができて、ノック判定レベル
の精度を向上することができ、より正確なノック判別を
可能にすることを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】そのため本発明は図１に
示すごとく、内燃機関に発生するノックを検出するノッ
ク検出手段と、このノック検出手段の出力を増幅する増
幅手段と、所定のノック判定区間内の前記増幅手段の出
力によってノック判定レベルを気筒毎に作成するノック
判定レベル作成手段と、このノック判定レベル作成手段
のノック判定レベルと前記ノック判定区間内の前記増幅
手段の出力とを比較してノックを判別するノック判別手
段と、このノック判別手段の判別結果に応じて点火時
期、空燃比、吸気圧等のノック制御要因を制御するノッ
ク制御要因制御手段と、前記ノック判定レベル作成手段
のノック判定レベルに対して上側のしきい値と下側のし
きい値とを設定し、前記ノック判定レベルと前記各しき
い値との大小比較を実行してその結果に基づき前記ノッ
ク判定区間外のタイミングにおいて前記増幅手段の増幅
率を各気筒に対し個別に前記ノック判定レベルの方が前
記上側のしきい値より大きい場合には小さくする方向
に、前記ノック判定レベルの方が前記下側のしきい値よ
り小さい場合には大きくする方向にそれぞれ複数段にか
つ段階的に変化させる増幅率可変手段とを備える内燃機
関用ノック制御装置を提供するものである。 【０００６】 【作用】これにより、ノック検出手段よりの所定のノッ
ク判定区間内の出力が増幅手段により増幅された後、ノ
ック判定レベル作成手段により気筒毎にノック判定レベ
ルが作成され、このノック判定レベルと増幅手段により
増幅されたノック検出手段よりのノック判定区間の出力
とが比較されてノック判別手段によりノックが判別され
る。また、ノック判定レベルと上側のしきい値および下
側のしきい値との大小比較応じてノック判定区間外のタ
イミングにおいて増幅率可変手段により増幅手段の増幅
率が各気筒に対し個別に前記ノック判定レベルの方が前
記上側のしきい値より大きい場合には小さくする方向
に、前記ノック判定レベルの方が前記下側のしきい値よ
り小さい場合には大きくする方向にそれぞれ複数段に段
階的に変化される。 【０００７】 【発明の効果】本発明によれば、増幅手段により増幅さ
れたノック検出手段の出力によりノック判定レベルが作
成され、このノック判定レベルに応じた増幅手段の増幅
率が複数段に段階的に変化されるから、ノック判定レベ
ルの作成に最適な増幅率の切り換えができて、ノック判
定レベルの精度を向上することができ、より正確なノッ
ク判別が可能となるという優れた効果がある。さらに、
所定のノック判定区間内のノック検出手段よりの出力に
基づいたノック判定レベルの大きさで増幅率を変化させ
るため、内燃機関のバルブノイズ等の影響を受けず、か
つ内燃機関の振動レベルのばらつきやノック検出手段の
感度の影響も受けることがないのみならず、ノック判定
レベルが飽和することがないので、仮に増幅手段の出力
が飽和しても、その場合には必ず、増幅手段の出力の方
がノック判定レベルより高くなるような関係が成り立つ
ため、ノック判別ミスをすることなく、適切に増幅率を
設定することができるという優れた効果がある。また、
ノック判定区間外で増幅率を変化させるため、ノック判
定区間内での増幅率変化はなく、安定した状態でノック
判定をすることができると共に、各気筒に対し個別に前
記ノック判定レベルの方が前記上側のしきい値より大き
い場合には小さくする方向に、前記ノック判定レベルの
方が前記下側のしきい値より小さい場合には大きくする
方向にそれぞれ気筒毎に複数段にかつ段階的に増幅率を
変化させるので、各気筒に対し最適な増幅率でノック検
出手段の出力を増幅することができるという優れた効果
がある。 【０００８】 【実施例】以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。図２において、１はエンジンのノックを検出するた
めのノック検出手段をなすノックセンサ、２はエンジン
の点火時期、空燃比等を制御するためのエンジン制御用
電子制御ユニット（ＥＣＵ）、３はＥＣＵからの点火制
御信号を受けて点火コイルの通電・遮断を行うイグナイ
タ、４はＥＣＵ２からの空燃比制御信号を受けてエンジ
ンの吸気系に燃料を噴射するためのインジェクタであ
る。 【０００９】また、ＥＣＵ２において、２１はノックセ
ンサ出力信号のうちノック特有の周波数成分のみを通過
させるフィルタ回路、２２はフィルタ通過後の信号を所
定の増幅率にて増幅もしくは減衰させるための増幅手段
の一部を構成する増幅器、２３は増幅器２２の出力を所
定の増幅率でさらに増幅もしくは減衰させるための増幅
手段の一部を構成する増幅器、２４はＡ／Ｄ変換器内蔵
型のマイクロコンピュータ、２５は各種センサ及びマイ
クロコンピュータ２４からのノック検出結果を受けて点
火時期、空燃比等を制御するためのホストコンピュータ
である。 【００１０】ノックセンサ１は圧電式ノックセンサであ
り、ノックによって生じるエンジンブロックの振動を電
気信号に変換する。この電気信号はバンドパスフィルタ
２１を通過することによりノイズ成分が除去され、ノッ
ク特有の周波数成分（たとえば８ＫＨZ ）のみが増幅器
２２へ入力される。増幅器２２の増幅率は使用するノッ
クセンサの出力特性あるいは後述するＡ／Ｄ変換器２４
ａのダイナミックレンジ等を考慮して決める。この増幅
器２２の増幅率をＧ1 とすれば、Ｇ1 は１以上の場合も
１以下の場合もありうる。 【００１１】増幅器２２の出力は２つに分岐し、一方は
マイクロコンピュータ２４（本実施例では１チップマイ
クロコンピュータとして富士通社製ＭＢ８８４１３を用
いている）に内蔵されたＡ／Ｄ変換器２４ａのアナログ
入力ポートＡＮ１に入力され、他方は増幅器２３に入力
される。増幅器２３は前段の増幅器２２の出力をさらに
増幅するためのものであり、その増幅率はたとえば４倍
になっている。この増幅器２３の出力はＡ／Ｄ変換器２
４ａのもうひとつのアナログ入力ポートＡＮ２に入力さ
れる。 【００１２】こうすることにより相対的に４倍だけ異な
ったセンサ信号がＡ／Ｄ変換器２４ａの２つのポートＡ
Ｎ１，ＡＮ２に同時入力される（ＡＮ１は増幅率Ｇ1 、
ＡＮ２は増幅率Ｇ2 ＝４×Ｇ1 ）。増幅器２３の増幅率
については任意の値が可能であるが、２，３，８，……
あるいは１／２，１／４，１／８，……等の『２のべき
乗』に設定するのが望ましい。 【００１３】なぜなら、マイクロコンピュータ２４はセ
ンサ入力ポートＡＮ１とＡＮ２を適宜選択使用すること
によりノックセンサ１の入力ゲインを切替制御するが、
その時、計算値を補正する必要があり、２のべき乗の相
対比率になっていれば演算が簡単で実行時間の早いシフ
ト演算処理が使用できるからである。また、２のべき乗
にすることにより除算あるいは乗算機能のないマイクロ
コンピュータに広く適用することが可能となる。 【００１４】なお、増幅器２３を増幅器２２の後段に設
置したが、これは相対信号比率（この例では４倍）の精
度を高く保つためである。すなわち、フィルタ２１の出
力を２つに分岐させ増幅器２２と増幅器２３に並列に入
力し、その出力をポートＡＮ１，ＡＮ２に入力しても機
能的には同じである。しかしながら、この場合、相対信
号比率（たとえば４倍）の精度を保つためには、増幅器
２２の増幅率Ｇ1 と増幅器２３の増幅率Ｇ2 の両方の精
度を高くする必要がある（この場合、Ｇ2 ／Ｇ 1 が相対
信号比率になるため）。 【００１５】これに対して実施例のようにすると、相対
信号比率は増幅器２３だけで決まるので誤差を少なくで
きる。さて、マイクロコンピュータ２４はその内部に、
Ａ／Ｄ変換器２４ａ、および図示しないが中央処理装置
（ＣＰＵ）、記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ）、入出力装置
（１／０）等を備え、Ａ／Ｄ変換用アナログ入力ポート
ＡＮ１，ＡＮ２から取り込んだノックセンサ信号値を基
にノック判定及びノックセンサフェイル検出を実行す
る。このノック判定結果及びノックセンサフェイルの結
果はマイクロコンピュータ２４の出力ポートから出力さ
れ、適切なタイミングでエンジン制御用ホストコンピュ
ータ２５にその入力ポートを通じて取り込まれる。 【００１６】このホストコンピュータ２５もやはりマイ
クロコンピュータであり、８ビット等の比較的高級なマ
イクロコンピュータを使用するのが良い。このエンジン
制御用マイクロコンピュータ２５は公知のごとく図示し
ない回転角センサ、吸入空気量センサ（エアフローメー
タ）等のセンサ信号を基に基本点火時期、基本噴射時間
計算する。空燃比の制御は、基本噴射時間をベースにし
てこれに各種センサ（たとえば水温センサ）による補正
値を加えたり、あるいは噴射時間を酸素濃度（Ｏ2 ）セ
ンサのリッチ・リーン信号によりフィードバック制御す
ることにより達成される。 【００１７】一方、点火時期は基本点火時期を基準にし
てマイクロコンピュータ２４のノック判定結果に応じて
進角、遅角させることにより、常にノック限界付近にコ
ントロールされる。また、マイクロコンピュータ２４に
よってノックセンサ１のフェイルが検出された場合に
は、点火時期を最遅角にする等の処置もこのエンジン制
御用ホストコンピュータ２５が実行する。また、マイク
ロコンピュータ２４のリセット信号もホストコンピュー
タ２５が管理する。すなわち、ホストコンピュータ２５
の電源が投入されるとホストコンピュータ２５はまず自
分自身のイニシャライズをしたのち、ノック検出用のマ
イクロコンピュータ２４にリセット信号を送りこれをイ
ニシャライズする。 【００１８】次に本実施例の作動説明を行う。図３は、
本実施例のノッキング検出、判定、センサフェイル検
出、遅角量演算出力のためのマイクロコンピュータ２４
のタイミングチャートを示す。図４はマイクロコンピュ
ータ２４の基本的なプログラムの流れを示すフローチャ
ートである。スタートのステップ２２０より始まるメイ
ンルーチンでは、内蔵タイマーでの点火周期Ｔ１８０の
計算（ステップ２２１）、その値に基づいてＡ／Ｄ変換
開始までの遅延時間（マスキング時間）Ｔ１、Ａ／Ｄ変
換を行う時間（判定時間）Ｔ２、Ａ／Ｄ変換値と比較す
る判定レベルを求める為にノックセンサ信号の平均値に
乗ずる為の予め実験的に定めた倍率（Ｋ値）の計算（ス
テップ２２２）及びノックセンサフェイル検出用のフェ
イル判定レベル（ＶF ）の計算（ステップ２２３）が実
行される。 【００１９】ホストコンピュータ２５から出力される割
込み開始（ＩＲＱ）信号の立下り（図３の２１１）でマ
イクロコンピュータ２４に割込みがかかる（図４のステ
ップ２１１−１）。本実施例ではエンジンの各気筒の上
死点前（ＢＴＤＣ）１０°ＣＡのタイミングでホストコ
ンピュータ２５がＩＲＱ信号を立ち下げる。割込ルーチ
ン開始後、割込処理（図３の２１２）に続きマスキング
時間Ｔ１（図３の２１３）の間、マイクロコンピュータ
２４はＡ／Ｄ変換を待つ（図４のステップ２１３−１） マスキング時間終了後、時間Ｔ２（図３の２１４）の値
の期間だけ、アナログ入力ポートＡＮ１またはＡＮ２に
入力されるノックセンサ信号を繰り返しＡ−Ｄ変換し、
（図４のステップ２１４−１）、そのＡ−Ｄ変換値をな
まし処理した（図４のステップ２１４−２）後、毎回の
Ａ／Ｄ変換値ＶADと前回計算の気筒別判定レベルＶLEと
を比較し、ＶLEV ＜ＶADの場合にはノックパルスをカウ
ントアップ（図４のステップ２１４−３）する。ステッ
プ２１４−２におけるＡ／Ｄ変換値のなまし処理は次の
ように行う。 【００２０】 【数１】 ここで、ＶADi は今回のＡ／Ｄ変換値、ＶMADi-1は前回
までのなまし結果、Ｖ MADiは今回のなまし結果である。 【００２１】次に、ステップ２１４−４にて最大値Ｖ
peak算出のためのデータ置換を実行する。すなわち、今
回のＡ／Ｄ変換値ＶADi が先回までの最大値Ｖpeakより
大きい場合にはＶPeakを今回のＶADi で置換し、ＶADi
がＶPeakよりも小さい場合には先回までのＶPeak値をそ
のまま保存する。これをＴ2 ループの間繰り返す（ステ
ップ２１４−５）ことにより、ノック判定区間（Ｔ2 ）
内の最大波高値ＶPeakを求めることができる（図８参
照）。 【００２２】また、Ａ／Ｄ変換終了後、Ａ／Ｄ変換器２
４ａの平均値を図３の２１５のタイミングで算出し、さ
らに次判定区間用気筒別判定レベルを算出する（図４の
ステップ２１５−１，２１５−２）。ここで、ステップ
２１５−１の平均値算出は次のように行う。 【００２３】 【数２】 ここで、ＶMAD はステップ２１４−２で計算された最終
的ななまし結果、ＶMEAN -iは前サイクルまでの平均値、
ＶMEANは今回までの平均値である。 【００２４】また、ステップ２１５−２の判定レベルＶ
LEV の計算は次のように行う。 【００２５】 【数３】ＶLEV ＝Ｋ×（ＶMEAN＋ＶMOS ） ここで、ＶMOS はＡ／Ｄ変換誤差、演算処理誤差等を補
正する定数であり、予め実験により求めておく。以上の
ようにして求められたノック判定レベルＶLEV は、エン
ジン条件に応じて変化すると共に気筒毎にも変化する。
すなわち、ＶLEV の計算の基になる量Ｖ MEANはその気筒
だけのセンサ出力平均値に対応する量であり、従って、
仮にＫ値が全気筒で一定でもＶLEV は気筒毎に変化す
る。 【００２６】マイクロコンピュータ２４は気筒毎に判定
レベル（たとえば、４気筒なら４つ）をＲＡＭエリアに
保存・更新している。次に、図３の２１５のタイミング
内において図４のステップ２１５−３で以下のようにし
てフェイル出力を計算する。 【００２７】 【数４】 ここで、ＶFaiLi は今回のフェイル出力結果、Ｖ
FaiLi-1 は先回までのフェイル出力、Ｖpeakは既出のと
おりノック判定区間内の最大波高値である。このＶFa
ili はＶMEANと同様に気筒毎に算出される。 【００２８】次に図３の２１５のタイミング内における
図４のステップ２１５−４のＡ／Ｄ変換ポートの選択は
図１０に示すフローチャートに従って次のようにして行
われる。まず、マイクロコンピュータ２４がイニシャラ
イズされたときにはＡ／Ｄ変換ポートは相対的に増幅率
の大きな側のポートすなわちＡＮ２に予め設定されてい
る。そして、エンジン条件が変化し、例えばエンジン回
転数が高くなるとセンサ出力が増大し、ＶMEANが大きく
なる。その結果、ノック判定レベル 【００２９】 【数５】ＶLEV ＝Ｋ×（ＶMEAN＋ＶMOS ） が所定値ＶMAX を超える気筒がでてくる。これを図９の
（ａ）を用いて補足説明する。例えば、比較的出力の大
きな気筒（ｊ気筒とする）のノック判定レベルＶ LEV は
エンジン回転数を上げていくとある回転数で所定値Ｖ
MAX を超える。 【００３０】このとき、マイクロコンピュータ２４はそ
の気筒のタイミングでのＡ／Ｄ変換ポートを増幅率の低
いＡＮ１側に切り替える（ステップ２６１〜２６３）。
別の気筒については、その気筒のノック判定レベルＶ
LEV が所定値ＶMAX を超えた時点でＡ／Ｄ変換ポートを
ＡＮ２からＡＮ１側へ切替える（図９の＃ｋ気筒参
照）。そして、ポートがＡＮ２からＡＮ１側へ切替わっ
た気筒についてはその気筒に対応するＶMEAN，ＶLEV そ
してＶFaiLを相対的信号比率分だけ修正する（ステップ
２６４）。この例では１／４にする。 【００３１】このとき比率が２のべき乗に設定してある
とシフト演算で高速処理できる。すなわち、この場合に
はＶMEAN，ＶLEV ，ＶFaiLを２ビットだけ右へシフトす
ることにより、値を１／４に高速に修正できる。さて今
度は逆にエンジン回転数が下がってきてＶLEV が所定値
ＶMIN を下まわるとＡ／Ｄ変換ポートを増幅率の大きい
側に切替える（すなわちＡＮ１からＡＮ２側に切替る：
ステップ２６１，２６５，２６６）と共に、その気筒の
ＶLEV ，ＶMEAN，ＶFaiLを２ビットだけ左へシフト（す
なわち４倍：ステップ２６７）する。従って、例えばエ
ンジン回転数が一定の条件下では＃ｊ気筒がＡＮ１側の
ポート選択、＃ｋ気筒がＡＮ２側のポート選択になって
いる場合も存在する。 【００３２】これをもう少し説明すると、例えば４気筒
のエンジンで点火順序が＃１，＃３，＃４，＃２気筒の
順であるとすると、＃１気筒のノック検出のタイミング
ではＡＮ２側のポートからのＡ／Ｄ変換値を取り込み、
次の＃３気筒のノック検出のタイミングではＡＮ１側の
ポートからのＡ／Ｄ変換値を取り込むようにするわけで
ある。このような操作により気筒毎にそしてセンサ信号
の出力レベルに応じて増幅率を切替ることができる。 【００３３】なお、上下の切替用しきい値ＶMAX とＶ
MIN はその比が相対信号比率（この例では４倍）以上に
マージンをもって設定しておくと、ポートの切替特性に
ヒステリシスを持たすことができ、切替動作のハンチン
グを防ぐことができる（図９の（ａ）参照）。次に、Ａ
／Ｄ変換部分とノック判定出力について詳細な動作説明
を図５，６，７と用いて行う。 【００３４】図５中の３０１はノッキング検出信号の１
周期相当分である。前述の様に検出信号は８ＫＨZ の正
弦波となっている。図６を参照し、Ａ−Ｄ変換のプログ
ラムが開始（ステップ３２０）されると、１チップマイ
クロコンピュータ２４内の比較機能であるコンパレータ
のモードが設定され０レベルに対しスレシホルドレベル
Ｔｈが設定される（ステップ３２１）。そしてコンパレ
ータをスタートさせ（ステップ３２２）、正弦波３０１
のＴｈからの立下りの時刻ＴＤＯを検出し（ステップ３
２３−１）、誤動作を防ぐ目的でさらにＴｈレベルを確
認する（ステップ３２３−２）。Ｔｈレベル検出後は、
Ｔｈレベルからの立下りを検出するルーチンに移り（ス
テップ３２５）、立上り検出時刻ＴＺ１から所定時間Δ
Ｄ遅延させ（ステップ３２６）、時刻ＴＳ１に到る。 【００３５】なお、立上り検出ルーチン（ステップ３２
５）では、判断を直列に配し、立上りが検出されなくて
も最終的にステップ３２６に移るようにして、演算処理
が無限ループに陥らないようにしている。続いて、時刻
ＴＳ１からＡ／Ｄ変換を開始する時刻が正弦波３０１の
ピーク３１０−１を中心として設定される。その際、正
弦波３０１のピーク付近のスロープは正弦波の立上り、
立下りのスロープに比べ、ほぼ一定と見なされ、遅延時
間ΔＤをピークの近傍まで遅らす事によってＡ／Ｄ変換
を行っても（ステップ３２７）正弦波３０１のピーク値
ＶP が得られる。 【００３６】即ち変換開始時刻ＴSIで与えられる値
ＶSI、終了時刻Ｔfiで与えられる値Ｖfiは、いずれもピ
ーク値ＶP に比べ、その差を極めて少なく、更に本例で
はＡ／Ｄ変換は逐次比較式Ａ／Ｄ変換を用いていてる為
得られたＡ／Ｄ変換値はＶSI，Ｖ fiよりＶP に近づくも
のである。得られた変換値は読み取られたメモリに入れ
られ（ステップ３２８）、次の作動ステップ３２９に移
る。 【００３７】図７は、ノック強度判定のためのパルスカ
ウント部分（図４のステップ２１４−３）のより詳細な
フローチャートである。Ａ／Ｄ変換された値ＶADは、前
回までに求められた気筒別判定レベルＶLEV （図４のス
テップ２１５−２）と比較され（ステップ３３１）、Ａ
／Ｄ変換値が、気筒別判定レベルＶLEV より低かった
ら、次の作動ステップ３３３に移る。気筒別判定レベル
ＶLEV より大きいと判定した時は、ノックパルスカウン
タに１を加算（ステップ３３２）する。 【００３８】このパルスカウントをノック判定区間の間
繰り返す（図４のステップ２１４−５のＴ2 ループ）こ
とにより１点火周期の間のパルス総数が求められる。こ
のパルス総数がノック強度に対応する量になる。例え
ば、パルス総数０〜１がノックなし、２〜５が小ノッ
ク、６〜９が中ノック、それ以上が大ノックというよう
にノック強度を分類して判定することができる。パルス
数１をノックなしに含めたのは、電気的な鋭いノイズが
入ってきたときにこれをノックと誤判断させないための
工夫である。 【００３９】このようにして判断されたノックの強度の
結果は、図４のステップ２１６−１でマイクロコンピュ
ータ２４の出力ポートからホストコンピュータ２５に向
けて送信される。例えば、ノック強度を、なし、小、
中、大の４種類とすれば、これは２本の信号線の０，１
の組み合わせでホストコンピュータ２５に送信すること
ができる。ホストコンピュータ２５はこれを適切なタイ
ミングで読み取りこの情報によって点火時期の進遅角演
算を実行し、最終的にイグナイタ３に点火時期制御信号
を送ることによりノックコントロールされる。 【００４０】次に図４のステップ２１６−２のフェイル
判定出力について図１１のフローチャートを参照して詳
細に説明する。先に説明した通り、ノックセンサフェイ
ルの被検出信号はノック判定区間内の最大波高値Ｖpeak
のなまし値ＶFaiLi を使用している。このＶFaiLi は気
筒毎に算出され（ステップ２１５−３）、これをステッ
プ２１６−２でフェイル判定レベルＶF と比較する。こ
れを図９の（ｂ）を用いて説明すると、フェイル判定レ
ベルＶF はエンジン条件（例えばエンジン回転数）に応
じて変化するようになっている。 【００４１】このフェイル判定レベルＶF は気筒毎に変
化させても良いが、全気筒共通のフェイル判定レベルで
も実用上は特に問題ない。このフェイル判定レベルＶF
と被検出信号ＶFaiLi を毎点火比較する（ステップ２７
１）。そしてこのＶFaiLi がフェイル判定レベルＶF よ
り小さく、かつその気筒の増幅率が大きい側になってい
る場合（ステップ２７２で判別）に限り、フェイルカウ
ンタを１だけインクリメントする（ステップ２７３）。
そして、ＶFaiLi がＶF を超える点火サイクルがきた場
合、もしくは増幅率が小さい側になっている気筒が巡っ
てきた場合にはそのフェイルカウンタを０にクリアする
（ステップ２７４）。 【００４２】このようにしてフェイルカウンタの計数値
が所定値になったとき、例えば３０点火連続してフェイ
ルカウンタがインクリメントされた時（ステップ２７５
で判別）には、センサフェイルと判定し、デジタル出力
ポートよりホストコンピュータ２５にフェイル信号を送
る（ステップ２７６）。ホストコンピュータ２５側で
は、この信号を受けとると、点火時期を最遅角にする等
の安全上の処置をとる。 【００４３】なお、フェイル判定レベルＶF はエンジン
の適合定数であるが、ノイズマージン等の理由によりあ
まり小さな値は使用できない。図９の（ｂ）において、
この下限をＶFminとすると、増幅率を切り替えないでフ
ェイル検出する従来のシステムではＮ1 以上の回転域で
しかフェイル検出できない。しかるに本実施例ではこれ
を低回転（Ｎ2 ）までフェイル検出が可能になる。従っ
て、本実施例ではステップ２７０でエンジン回転数がＮ
2 以上か否かを判別し、Ｎ2 以上の回転域をフェイル検
出実行条件としている。 【００４４】また、上述した実施例のごとく、センサ信
号が比較的大きくなるような燃焼区間（ノック判定区
間）内の最大波高値に関連した量をフェイル被判定信号
にすることにより、フェイル検出精度がさらに向上す
る。なお、上述した実施例では増幅率を気筒毎に切替え
ているので、マイクロコンピュータのソフトウェアのみ
で性能の高い気筒別ゲイン切替が達成できる。 【００４５】また、上述した実施例では増幅率を２段階
に切替えたが、３段以上の多段階に切替ることももちろ
ん可能である。この時には例えば増幅率を大きい順にＧ
1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ……とすれば、Ｇ1 とＧ2 のときのみフ
ェイル検出し（Ｇ3 のときのみフェイル検出を禁止す
る）、さらに、フェイル判定レベルＶF 自体をＧ1 とＧ
2 で切替ることも考えられる。 【００４６】また、上述した実施例では増幅器２２，２
３の出力を直接、同時にＡ／Ｄ変換器２４ａの入力ポー
トＡＮ１，ＡＮ２に入力しているが、図１２に示したご
とくアナログスイッチ２６を介してＡ／Ｄ変換器２４ａ
に選択入力することも考えられる。このときにはアナロ
グスイッチ２６の切替制御はマイクロコンピュータ２４
のデジタルポートにより実行することができる。 【００４７】また上述した実施例ではフェイルの被検出
信号としてＶpeakの１６点火なまし値ＶFaiLi を使用し
ているが、Ｖpeakを直接、フェイル被検出信号として使
用することもできる。しかしながら、なまし値ＶFaiLi
を使用した方がフェイル検出の精度が高くなるため本実
施例の方が望ましい。また、ＶFaiLi は気筒別に作成し
ているが、これも全気筒共通に作成することも考えられ
る。 【００４８】また、本実施例ではＶpeakのなまし値を用
いてフェイル検出しているが、ＶME ANを用いてフェイル
検出することも考えられる。またＶpeak分布を中央値
（累積５０％点）を用いてフェイル判定することもでき
る。Ｖpeakの分布中央値Ｖseは、点火サイクル毎にＶ
peakがＶseよりも大ならＶse＝Ｖse＋ΔＶse，逆にＶ
peakがＶseよりも小さいならばＶse＝Ｖse−ΔＶseのよ
うに逐次更新していくことにより求めることができる。 【００４９】また、上述した実施例では増幅率が小さい
側に切替っているときにフェイルカウンタを０にクリア
し、全くフェイル検出をキャンセルしたが、増幅率が小
さい時にはフェイルカウンタのカウント値をホールドし
ておくことも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特許請求の範囲対応図である。
【図２】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図３】図２図示装置の作動説明に供する演算出力のタ
イミングチャートである。 【図４】図２図示装置のマイクロコンピュータにおける
各種処理手順を示すフローチャートである。 【図５】図６図示フローチャートによるＡ／Ｄ変換タイ
ミングを示す図である。 【図６】図２図示装置のマイクロコンピュータにおける
各種処理手順を示すフローチャートである。 【図７】図２図示装置のマイクロコンピュータにおける
各種処理手順を示すフローチャートである。 【図８】図４図示フローチャートによる最大値の算出の
ための説明に供する図である。 【図９】図２図示装置におけるノックセンサ出力により
得られる気筒別判別出力信号及びフェイル判定用の被検
出信号を回転数に対応して示す特性図である。 【図１０】図２図示装置のマイクロコンピュータにおけ
る各種処理手順を示すフローチャートである。 【図１１】図２図示装置のマイクロコンピュータにおけ
る各種処理手順を示すフローチャートである。 【図１２】本発明装置の他の実施例の要部構成を示すブ
ロック図である。 【符号の説明】 １ ノンク検出手段をなすノックセンサ ２ エンジン制御用電子制御ユニット ３ イグナイタ ４ インジェクタ ２２，２３ 増幅手段を構成する増幅器 ２４ マイクロコンピュータ
イミングチャートである。 【図４】図２図示装置のマイクロコンピュータにおける
各種処理手順を示すフローチャートである。 【図５】図６図示フローチャートによるＡ／Ｄ変換タイ
ミングを示す図である。 【図６】図２図示装置のマイクロコンピュータにおける
各種処理手順を示すフローチャートである。 【図７】図２図示装置のマイクロコンピュータにおける
各種処理手順を示すフローチャートである。 【図８】図４図示フローチャートによる最大値の算出の
ための説明に供する図である。 【図９】図２図示装置におけるノックセンサ出力により
得られる気筒別判別出力信号及びフェイル判定用の被検
出信号を回転数に対応して示す特性図である。 【図１０】図２図示装置のマイクロコンピュータにおけ
る各種処理手順を示すフローチャートである。 【図１１】図２図示装置のマイクロコンピュータにおけ
る各種処理手順を示すフローチャートである。 【図１２】本発明装置の他の実施例の要部構成を示すブ
ロック図である。 【符号の説明】 １ ノンク検出手段をなすノックセンサ ２ エンジン制御用電子制御ユニット ３ イグナイタ ４ インジェクタ ２２，２３ 増幅手段を構成する増幅器 ２４ マイクロコンピュータ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 （１）内燃機関に発生するノックを検出するノック検出
手段と、このノック検出手段の出力を増幅する増幅手段
と、所定のノック判定区間内の前記増幅手段の出力によ
ってノック判定レベルを気筒毎に作成するノック判定レ
ベル作成手段と、このノック判定レベル作成手段のノッ
ク判定レベルと前記ノック判定区間内の前記増幅手段の
出力とを比較してノックを判別するノック判別手段と、
このノック判別手段の判別結果に応じて点火時期、空燃
比、吸気圧等のノック制御要因を制御するノック制御要
因制御手段と、前記ノック判定レベル作成手段のノック
判定レベルに対して上側のしきい値と下側のしきい値と
を設定し、前記ノック判定レベルと前記各しきい値との
大小比較を実行してその結果に基づき前記ノック判定区
間外のタイミングにおいて前記増幅手段の増幅率を各気
筒に対し個別に前記ノック判定レベルの方が前記上側の
しきい値より大きい場合には小さくする方向に、前記ノ
ック判定レベルの方が前記下側のしきい値より小さい場
合には大きくする方向にそれぞれ複数段にかつ段階的に
変化させる増幅率可変手段とを備える内燃機関用ノック
制御装置。 （２）前記増幅手段は複数の増幅器を直列接続してな
り、前段の増幅器と後段の増幅器とのそれぞれより複数
段の増幅率の出力を取り出す特許請求の範囲第１項記載
の内燃機関用ノック制御装置。 （３）前記複数段に段階的に変化させる増幅率は２のべ
き乗に設定される特許請求の範囲第１項または第２項記
載の内燃機関用ノック制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5297973A JP2586415B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 内燃機関用ノック制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5297973A JP2586415B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 内燃機関用ノック制御装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1654687A Division JPH0631564B2 (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | 内燃機関用ノツク制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06299938A JPH06299938A (ja) | 1994-10-25 |
| JP2586415B2 true JP2586415B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=17853494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5297973A Expired - Fee Related JP2586415B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 内燃機関用ノック制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2586415B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007049150A1 (de) * | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Robert Bosch Gmbh | Klopferkennungssystem sowie Verfahren für eine Verstärkungsregelung für ein Klopfsignal |
| JP6398780B2 (ja) * | 2015-02-23 | 2018-10-03 | 株式会社デンソー | 内燃機関用電子制御装置 |
| KR101702116B1 (ko) * | 2015-05-20 | 2017-02-02 | 김성훈 | 통합형 다기통 엔진 연소실 모니터링 시스템 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5738667A (en) * | 1980-08-14 | 1982-03-03 | Hitachi Ltd | Knock controller |
| JPS59126929A (ja) * | 1983-01-10 | 1984-07-21 | Nissan Motor Co Ltd | ノツキング検出装置 |
| JPS6035238A (ja) * | 1983-08-05 | 1985-02-23 | Nippon Denso Co Ltd | ノツキング検出装置 |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP5297973A patent/JP2586415B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5738667A (en) * | 1980-08-14 | 1982-03-03 | Hitachi Ltd | Knock controller |
| JPS59126929A (ja) * | 1983-01-10 | 1984-07-21 | Nissan Motor Co Ltd | ノツキング検出装置 |
| JPS6035238A (ja) * | 1983-08-05 | 1985-02-23 | Nippon Denso Co Ltd | ノツキング検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06299938A (ja) | 1994-10-25 |
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Legal Events
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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