JP3092725B2

JP3092725B2 - エンジンのノック検出方法

Info

Publication number: JP3092725B2
Application number: JP16460891A
Authority: JP
Inventors: 能之十川; 庸徳気賀澤
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1991-07-04
Filing date: 1991-07-04
Publication date: 2000-09-25
Anticipated expiration: 2015-09-25
Also published as: JPH0510236A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノックセンサからの検
出出力に基づいてノック発生の有無を判定するエンジン
のノック検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、エンジン制御において
は、混合気の異常燃焼により発生するノックを、燃焼圧
力振動として、あるいは、シリンダブロックなどに伝達
する機械的振動としてノックセンサにより検出し、点火
時期を制御するノック制御の技術が採用されている。

【０００３】この場合、通常、エンジン始動時にはノッ
ク制御を停止して回転脈動などの発生を防止するように
しており、また、例えば特開昭６４−５３０６３号公報
に開示されているように、エンジン始動直後の機械的衝
撃が発生しやすい状態では、ノックセンサの誤作動によ
る点火時期のリタードによってエンジン回転数が上昇し
にくくなるという不具合を防止するため、点火時期のリ
タードを制御するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特に、
クランク角センサからのクランクパルス間の時間を計測
し、単位角度に相当する時間を求めて、基準位置からの
時間によって制御タイミングを決定するシステムにおい
ては、始動直後以外であっても、サイクル間の回転変動
が大きくなる極低回転時には、正確なクランク位置を把
握することが困難となってノック検出区間が不正確とな
り、誤判定を生じるおそれがある。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、エンジンの回転変動が大きく正確なクランク位置の
検出が困難な場合、ノック検出を停止して誤判定を未然
に回避するエンジンのノック検出方法を提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、各気筒毎にサンプル区間を設定し、サン
プル区間においてノックセンサからの信号をＡ／Ｄ変換
して、このＡ／Ｄ変換データと中心値との差の絶対値を
積算して振幅データ積分値を算出し、上記Ａ／Ｄ変換デ
ータと中心値との差の絶対値が該当気筒に対するバック
グランドレベルを越えている時、上記Ａ／Ｄ変換データ
と中心値との差の絶対値から上記該当気筒に対するバッ
クグランドレベルを減算して、該減算値をノック強度と
して積算し、サンプル区間の終了時に、上記振幅データ
積分値から上記サンプル区間内における振幅データの平
均値を求め、更にこの平均値を加重平均処理することに
より該当気筒に対するバックグランドレベルを設定する
と共に、上記ノック強度とノック判定レベルとの比較に
より該当気筒のノックを検出するエンジンのノック検出
方法において、エンジン回転変動が大きく正確なクラン
ク位置を検出することが困難となる下限回転数を与える
予め設定されたノック検出作動回転数と、エンジン回転
数とを比較し、エンジン回転数が上記ノック検出作動回
転数よりも低いとき、上記サンプル区間の設定処理、該
サンプル区間におけるノックセンサ信号の入力処理、振
幅データ積分値の算出処理、上記ノック強度の算出処
理、上記バックグランドレベルの設定処理、及び、上記
ノック強度とノック判定レベルとの比較によるノック検
出処理の全てを中止することを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明は、エンジン回転変動が大きく正確なク
ランク位置を検出することが困難となる下限回転数を与
える予め設定されたノック検出作動回転数と、エンジン
回転数とを比較する。そして、エンジン回転数がノック
検出作動回転数よりも低いとき、サンプル区間の設定処
理、ノックセンサ信号の入力処理、ノックセンサ信号に
よる振幅データ積分値の算出処理、ノック強度の算出処
理、バックグランドレベルの設定処理、及び、ノック強
度とノック判定レベルとの比較によるノック検出処理の
全てを中止する。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図面は本発明の一実施例を示し、図１はノック検
出作動判定ルーチンのフローチャート、図２はノック検
出及びバックグランドレベル設定ルーチンのフローチャ
ート（その１）、図３はノック検出及びバックグランド
レベル設定ルーチンのフローチャート（その２）、図４
はメインコンピュータにおける処理ルーチンのフローチ
ャート、図５はエンジン制御系の概略図、図６はクラン
クロータとクランク角センサの正面図、図７は図６の側
面図、図８は第１のクランクロータと第１のクランク角
センサの正面図、図９は第２のクランクロータと第２の
クランク角センサの正面図、図１０はカムロータとカム
角センサの正面図、図１１は制御装置の回路構成図、図
１２はノック検出の時系列を示す説明図、図１３はノッ
ク信号の処理を示す説明図である。

【０００９】［エンジン制御系の構成]図５において、
図中の符号１はエンジン本体であり、図においては６気
筒水平対向型エンジンを示す。このエンジン本体１は、
シリンダブロック２がクランクシャフト１ａを中心とし
て両側のバンク（図の右側が左バンク、左側が右バン
ク）に２分割されており、例えば、右バンクに＃１，＃
３，＃５気筒の気筒群が配置され、左バンクに＃２，＃
４，＃６気筒の気筒群が配置されている。

【００１０】上記各バンクの各シリンダヘッド３には、
それぞれ吸気ポート４が形成され、各吸気ポート４にイ
ンテークマニホルド５が連通されている。また、上記イ
ンテークマニホルド５の上流に、各バンクに対応してス
ロットルチャンバ６ａ，６ｂが連通され、さらに、各ス
ロットルチャンバ６ａ，６ｂが合流して上流側にエアチ
ャンバ７が連通されている。

【００１１】上記エアチャンバ７上流側には、吸気管８
を介してエアクリーナ９が取付けられており、このエア
クリーナ９の直下流に吸入空気量センサ（図において
は、ホットフィルム式エアフローメータ）１０が介装さ
れている。

【００１２】また、上記各スロットルチャンバ６ａ，６
ｂと上記エアチャンバ７との間に、それぞれ、スロット
ルバルブ１１ａ，１１ｂが介装され、一方のスロットル
バルブ１１ｂに、スロットル開度センサ１２ａとスロッ
トルバルブ全閉を検出するアイドルスイッチ１２ｂとが
連設されている。

【００１３】さらに、各スロットルチャンバ６ａ，６ｂ
を連通する通路６ｃに可変吸気バルブ１１ｃが介装さ
れ、各スロットルバルブ１１ａ，１１ｂの直下流側が通
路６ｄによって連通され、この通路６ｄと上記エアチャ
ンバ７との間に、アイドルスピードコントロールバルブ
（ＩＳＣＶ）１３が介装されている。

【００１４】また、上記インテークマニホルド５の各気
筒の各吸気ポート４の直上流側にインジェクタ１４が配
設され、さらに、上記各シリンダヘッド３の各気筒毎
に、その先端を燃焼室に露呈する点火プラグ１５が取付
けられている。この点火プラグ１５の端子部には、点火
コイル１５ａが直接取付けられ、イグナイタ１６に接続
されている。

【００１５】上記インジェクタ１４には、燃料タンク１
７内に設けられたインタンク式の燃料ポンプ１８から燃
料フィルタ１９を経て燃料が圧送され、プレッシャレギ
ュレータ２０にて調圧される。

【００１６】また、上記シリンダブロック２に形成され
た冷却水通路（図示せず）に冷却水温センサ２１が臨ま
されるとともに、上記シリンダブロック２の各バンク
に、それぞれ、右バンクノックセンサ２２ａ、左バンク
ノックセンサ２２ｂが取付けられており、上記各シリン
ダヘッド３の各排気ポート２３から、各バンク毎に設け
た各排気管２４ａ，２４ｂが連通されている。

【００１７】上記各排気管２４ａ，２４ｂには、それぞ
れ、右バンクＯ2 センサ２５ａ，左バンクＯ2センサ２
５ｂが臨まされ、各Ｏ2 センサ２５ａ，２５ｂの下流側
に、それぞれ、触媒コンバータ２６ａ，２６ｂが介装さ
れ、さらに、各触媒コンバータ２６ａ，２６ｂの下流側
合流部に、触媒コンバータ２７が介装されている。

【００１８】一方、上記エンジン本体１のクランクシャ
フト１ａには、クランクスプロケット１ｂが軸着され、
このクランクスプロケット１ｂにタイミングベルト２８
が張設されている（図７参照）。そして、上記クランク
シャフト１ａの回転が上記タイミングベルト２８を介し
てカムシャフト１ｃに伝達され、このカムシャフト１ｃ
が上記クランクシャフト１ａに対し1/2 回転する。

【００１９】また、上記クランクシャフト１ａにクラン
ク角検出用の第１のクランクロータ２９とグループ気筒
判別用の第２のクランクロータ３０とが軸着され、第
１，第２のクランクロータ２９，３０の外周に、被検出
体である突起を検出する電磁ピックアップなどからなる
第１，第２のクランク角センサ３１，３２が、それぞれ
対設されている。また、上記カムシャフト１ｃにカムロ
ータ３３が軸着され、このカムロータ３３の外周に電磁
ピックアップなどからなるカム角センサ３４が対設され
ている。

【００２０】図７に示すように、上記各クランクロータ
２９，３０は、所定の間隔Ｌ2 をもって互いに近接して
軸着され、各クランクロータ２９，３０の外周に、上記
各クランク角センサ３１，３２が所定のクリアランスＳ
を介して対設されている。

【００２１】また、上記各クランクロータ２９，３０の
間隔Ｌ2 は、各クランク角センサ３１，３２の間隔Ｌ1
( 上記クランクシャフト１ａの軸方向の間隔）よりも小
さく、従って、上記第１のクランク角センサ３１の軸中
心は、上記第１のクランクロータ２９（クランク角検出
用クランクロータ）の板厚中心に対して上記クランクス
プロケット１ｂ側へ僅かにオフセットしており、また、
上記第２のクランク角センサ３２の軸中心は、上記第２
のクランクロータ３０（グループ気筒判別用クランクロ
ータ）の板厚中心に対して上記エンジン本体１側へ僅か
にオフセットしている。

【００２２】さらに、図６に示すように、上記各クラン
ク角センサ３１，３２は、上記クランクシャフト１ａの
軸中心に対して所定の開き角θ0 （例えば２５°）で配
置され、上記各クランク角センサ３１，３２を被検出体
が通過する際に生じる磁束変化により互いに影響を受け
てノイズが発生しないよう所定の空間的距離が保たれ
る。

【００２３】すなわち、上記各クランクロータ２９，３
０の軸方向の取付け長さが最小にされるとともに上記ク
ランク角センサ３１，３２の相互干渉が防止されてコン
パクト化を図ることができ、さらに、上記各クランクロ
ータ２９，３０の構成を簡単にすることができる。

【００２４】また、上記クランク角検出用の第１のクラ
ンクロータ２９は、図８に示すように、その外周に突起
２９ａが形成されており、また、上記グループ気筒判別
用の第２のクランクロータ３０は、図９に示すように、
その外周にグループ気筒判別用の突起３０ａが形成され
ている。

【００２５】そして、上記各クランク角センサ３１，３
２を上記各突起２９ａ，３０ａが通過する際に磁束を変
化させ、その結果、電磁誘導により上記各クランク角セ
ンサ３１，３２から交流電圧の信号列が出力され、それ
ぞれ、クランクパルス、グループ判別パルスに変換され
る。

【００２６】上記クランク角検出用の第１のクランクロ
ータ２９は、詳細には、突起２９ａが、例えば、各気筒
の圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）１０°を起点として３０°
間隔で等間隔に形成され、この突起２９ａを検出する上
記第１のクランク角センサ３１からの信号が波形整形さ
れ、クランク角３０°毎のクランクパルスが得られるよ
うになっている。

【００２７】例えば、ＢＴＤＣ７０°を示すクランクパ
ルスは、エンジン回転数ＮEを算出する際の基準クラン
ク角であり、また、点火時期設定、燃料噴射時期設定の
際の基準クランク角となる。さらに、ＢＴＤＣ１０°を
示すクランクパルスは、始動時の固定点火時期のクラン
ク角となる。

【００２８】また、上記グループ気筒判別用の第２のク
ランクロータ３０の突起３０ａは、例えば、＃１，＃２
気筒のＢＴＤＣ５５°の位置に１個形成され、＃３，＃
４気筒のＢＴＤＣ５５°の位置から３０°毎に２個、＃
５，＃６気筒のＢＴＤＣ５５°の位置から３０°毎に３
個形成されており、上記突起３０ａを検出する上記第２
のクランク角センサ３２からの信号が同様に波形整形さ
れ、グループ判別パルスが得られる。

【００２９】図１２に示すように、上記グループ判別パ
ルスは、３０°ＣＡ毎のクランクパルス間に０個ないし
１個出力され、ＢＴＤＣ１００°とＢＴＤＣ７０°との
間には、いずれの気筒においてもグループ判別パルスは
存在せず、上記グループ判別パルスが、無し、有りのパ
ターンの後のクランクパルスは、常にＢＴＤＣ４０°を
示し、次のクランクパルスはＢＴＤＣ１０°を示す。

【００３０】一方、図１０に示すように、上記カムロー
タ３３には、特定気筒の圧縮上死点を判別するため、例
えば＃１気筒の圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）４３．２°の
位置に、突起３３ａが１個形成されており、カム角セン
サ３４からのカムパルスと上記グループ判別パルスとに
より、個々の気筒を判別することができる。

【００３１】尚、上記第１，第２のクランクロータ２
９，３０、あるいは、上記カムロータ３３の外周には、
突起の代わりにスリットを設けても良く、さらには、上
記第１，第２のクランク角センサ３１，３２、及び、カ
ム角センサ３４は、電磁ピックアップなどの磁気センサ
に限らず、光センサなどでも良い。

【００３２】［制御装置の回路構成]一方、図１１にお
いて、符号４０は、マイクロコンピュータからなる制御
装置（ＥＣＵ）であり、このＥＣＵ４０は、点火時期制
御、燃料噴射制御などを行なうメインコンピュータ４１
と、ノック検出処理を行なう専用のサブコンピュータ４
２との２つのコンピュータから構成されている。

【００３３】また、上記ＥＣＵ４０内には定電圧回路４
３が内蔵され、この定電圧回路４３から各部に安定化電
圧が供給されるようになっている。この定電圧回路４３
は、ＥＣＵリレー４４のリレー接点を介してバッテリ４
５に接続され、上記ＥＣＵリレー４４のリレーコイルが
キースイッチ４６を介して上記バッテリ４５に接続され
ている。また、上記バッテリ４５に、燃料ポンプリレー
４７のリレー接点を介して燃料ポンプ１８が接続されて
いる。

【００３４】上記メインコンピュータ４１は、メインＣ
ＰＵ４８、ＲＯＭ４９、ＲＡＭ５０、タイマ５１、シリ
アルインターフェース（ＳＣＩ）５２、及び、Ｉ／Ｏ
インターフェース５３がバスライン５４を介して互いに
接続されている。

【００３５】上記Ｉ／Ｏインターフェース５３の入力
ポートには、吸入空気量センサ１０、スロットル開度セ
ンサ１２ａ、冷却水温センサ２１、右バンクＯ2センサ
２５ａ、及び、左バンクＯ2センサ２５ｂが、Ａ／Ｄ変
換器５５ａを介して接続されるとともに、アイドルスイ
ッチ１２ｂ、第１，第２のクランク角センサ３１，３
２、カム角センサ３４が接続され、さらに、上記バッテ
リ４５が接続されてバッテリ電圧がモニタされる。

【００３６】また、上記Ｉ／Ｏインターフェース５３
の出力ポートには、イグナイタ１６が接続され、さら
に、駆動回路５５ｂを介して、ＩＳＣＶ１３、インジェ
クタ１４、燃料ポンプリレー４７のリレーコイルが接続
されている。

【００３７】一方、サブコンピュータ４２は、サブＣＰ
Ｕ５６、ＲＯＭ５７、ＲＡＭ５８、タイマ５９、ＳＣＩ
６０、及び、Ｉ／Ｏインターフェース６１がバスライン
６２を介して互いに接続されて構成されている。

【００３８】上記Ｉ／Ｏインターフェース６１の入力ポ
ートには、第１，第２のクランク角センサ３１，３２、
及び、カム角センサ３４が接続されるとともに、右バン
クノックセンサ２２ａ、左バンクノックセンサ２２ｂ
が、それぞれ、アンプ６３、周波数フィルタ６４、Ａ／
Ｄ変換器６５を介して接続されている。

【００３９】上記各ノックセンサ２２ａ，２２ｂは、例
えばノック振動とほぼ同じ固有周波数を持つ振動子と、
この振動子の振動加速度を検知して電気信号に変換する
圧電素子とから構成される共振形のノックセンサであ
り、エンジンの爆発行程における燃焼圧力波によりシリ
ンダブロックなどに伝わる振動を検出し、その振動波形
をノック信号として出力する。

【００４０】このノック信号は上記アンプ６３により所
定のレベルに増幅された後、上記周波数フィルタ６４に
より必要な周波数成分が抽出され、Ａ／Ｄ変換器６５で
アナログデータからデジタルデータに変換される。

【００４１】上記メインコンピュータ４１と上記サブコ
ンピュータ４２とは、ＳＣＩ５２，６０を介したシリア
ル回線により接続されるとともに、上記サブコンピュー
タ４２のＩ／Ｏインターフェース６１の出力ポートが、
上記メインコンピュータ４１のＩ／Ｏインターフェース
５３の入力ポートに接続されている。

【００４２】上記メインコンピュータ４１では、クラン
クパルスに基づいて点火時期などを演算し、所定の点火
時期に達すると、該当気筒に点火信号を出力し、一方、
上記サブコンピュータ４２では、クランクパルスの入力
間隔からエンジン回転数を算出し、このエンジン回転数
とエンジン負荷とに基づいて各ノックセンサ２２ａ，２
２ｂからのノック信号のサンプル区間を設定し、このサ
ンプル区間で各ノックセンサ２２ａ，２２ｂからのノッ
ク信号を高速にＡ／Ｄ変換して振動波形を忠実にデジタ
ルデータに変換し、ノック発生の有無を判定する。

【００４３】このノック発生の有無の判定結果は、サブ
コンピュータ４２のＩ／Ｏインターフェース６１に出力
され、ノック発生の場合には、ＳＣＩ６０，５２を介し
たシリアル回線を通じてサブコンピュータ４２から上記
メインコンピュータ４１にノックデータが読込まれ、上
記メインコンピュータ４１では、このノックデータに基
づいて直ちに該当気筒の点火時期を遅らせ、ノックを回
避する。

【００４４】［動作］まず、サブコンピュータ４２に
おけるノック検出処理について説明する。サブコンピュ
ータ４２では、基準クランクパルスが入力される度に、
図１に示すノック検出作動判定ルーチンが割込みスター
トし、ノック検出を実行するか否かが判定される。

【００４５】この基準クランク角は、例えば、ＢＴＤＣ
１０°であり、ＢＴＤＣ１０°のクランクパルスがサブ
コンピュータ４２に入力されて割込み処理が起動される
と、まず、ステップS101で、クランクパルス入力間隔
（３０°ＣＡ）を計時して算出したエンジン回転数ＮE
をＲＡＭ５８の所定アドレスから読込み、ステップS102
で、このエンジン回転数ＮEとＲＯＭ５７の所定アドレ
スから読出したノック検出作動回転数ＮESETとを比較す
る。

【００４６】上記ノック検出作動回転数ＮESETは、エン
ジンの回転変動が大きく正確なクランク位置を検出する
ことが困難となる下限のエンジン回転数（例えば、ＮES
ET＝４００〜１０００ｒｐｍ）であり、エンジン形式毎
の特性によって予め定められ、ＲＯＭ５７の所定アドレ
スにストアされている。

【００４７】そして、上記ステップS102で、ＮE＜ＮESE
Tのときには、そのままルーチンを抜けることにより、
後述するノック検出及びバックグランドレベル設定ルー
チンが起動されないようにし、一方、ＮE≧ＮESETのと
きには、ステップS103へ進んで、気筒＃ｉを判別し、判
別した気筒＃ｉに応じてノックセンサを選択する。例え
ば、判別した気筒＃ｉが、＃１，＃３，＃５の場合には
右バンクノックセンサ２２ａを選択し、判別した気筒＃
ｉが、＃２，＃４，＃６の場合には左バンクノックセン
サ２２ｂを選択する。

【００４８】この気筒判別は、第２のクランク角センサ
３２からのグループ判別パルスが、ＢＴＤＣ１００°と
ＢＴＤＣ７０°との間には、いずれの気筒においても存
在しないことから、例えば、ある気筒のＢＴＤＣ１００
°を起点として次の気筒のＢＴＤＣ１００°までの間に
存在するグループ判別パルスのパターンを調べることに
より行なうことができ、＃１，＃２気筒、＃３，＃４気
筒、＃５，＃６気筒の各グループに対し、グループ毎の
気筒判別を行ない、さらに、カム角センサ３４からのカ
ムパルスにより、個々の気筒を判別する。

【００４９】次いで、ステップS104へ進み、クランクパ
ルス入力間隔時間Ｔ0 にサンプル開始角θSTA を乗算し
た値をクランクパルス間の角度θ（例えば、３０°）で
除算することにより、サンプル開始角θSTAを基準クラ
ンク角からのサンプル開始時間ＴSTA に変換する（ＴST
A ←Ｔ0 ×θSTA ／θ）。

【００５０】上記サンプル開始角θSTA は、予めＲＯＭ
５７に最適な値がストアされている。すなわち、ノック
発生位置は点火時期により影響され、この点火時期は、
エンジン回転数ＮE、エンジン負荷Ｌをベースとした運
転条件によって設定されるため、ノック検出の適正なサ
ンプル開始角θSTA を、例えば、エンジン回転数ＮE、
エンジン負荷Ｌなどを考慮して実験などにより求め、予
め、ＲＯＭ５７にストアしておくのである。

【００５１】その後、ステップS105へ進み、上記ステッ
プS104で変換したサンプル開始時間ＴSTA をサンプル開
始タイマＴＭ1 にセットし、このサンプル開始タイマＴ
Ｍ1による割込みを許可してルーチンを抜ける。

【００５２】このサンプル開始設定ルーチンによりセッ
トされたサンプル開始タイマＴＭ1の計時がサンプル開
始時間ＴSTA になると、図２及び図３に示すノック検出
及びバックグランドレベル設定ルーチンがタイマ割込み
により起動する（図１２参照）。

【００５３】この場合、前述したように、エンジン回転
数ＮEがノック検出作動回転数ＮESETより低い場合に
は、サンプル開始タイマＴＭ1がセットされていないた
め、このノック検出及びバックグランドレベル設定ルー
チンは起動されず、エンジン始動時から回転が安定する
までの間、あるいは極低回転時に、ノック検出処理が中
止され、ノック検出の誤判定が防止されるとともに、サ
ブコンピュータ４２での無駄な演算の実行が回避され
る。

【００５４】そして、ノック検出及びバックグランドレ
ベル設定ルーチンが起動されると、ステップS201で、後
述する振幅データ積分値Ｐ1及びノック積分値Ｐ2の前回
のルーチン実行時における値をクリアすると（Ｐ1←
０、Ｐ2←０）、ステップS202で、サンプル区間内での
サンプリング回数をカウントするためのカウント値Ｎを
クリアし（Ｎ←０）、ステップS203で、エンジン回転数
ＮEをパラメータとしてサンプル区間終了時刻をタイマ
セットする。

【００５５】次いで、前述のサンプル開始設定ルーチン
にて設定した該当バンクのノックセンサからの出力をＡ
／Ｄ変換し、全波整流したデータを読込み、このＡ／Ｄ
変換データを、ステップS204でノック判定用データＫＮ
ADとしてＲＡＭ５８の所定アドレスにストアするととも
に、ステップS205でバックグランドレベル設定用データ
ＢＧADとしてＲＡＭ５８の所定アドレスにストアする。

【００５６】そして、ステップS206で、バックグランド
レベル設定用データＢＧADとノックセンサ中心電圧ＡＤ
CNTとの差（絶対値）を振幅データ積分値Ｐ1に加算し
（Ｐ1←Ｐ1＋｜ＢＧAD−ＡＤCNT｜）、ステップS207
で、カウント値Ｎをカウントアップし（Ｎ←Ｎ＋１）、
ステップS208で、ノック判定用データＫＮADとノックセ
ンサ中心電圧ＡＤCNTとの差（絶対値）を、前回までの
該当気筒に対するバックグランドレベルＢＧＬiと比較
し、バックグランドレベルＢＧＬiに対して所定量を越
えているか否かを判別する。

【００５７】上記ステップS208で、｜ＫＮAD−ＡＤCNT
｜＜ＢＧＬiの場合には、上記ステップS208からステッ
プS211へジャンプし、｜ＫＮAD−ＡＤCNT｜≧ＢＧＬiの
場合には、上記ステップS208からステップS209へ進ん
で、ノック判定用データＫＮADとノックセンサ中心電圧
ＡＤCNTとの差（絶対値）から、バックグランドレベル
ＢＧＬiを減算した値を変数Ｋにストアし（Ｋ←｜ＫＮA
D−ＡＤCNT｜−ＢＧＬi）、ステップS210で、この変数
Ｋの値をノック積分値Ｐ2に加算する（Ｐ2←Ｐ2＋
Ｋ）。

【００５８】次いで、ステップS211で、サンプル区間が
終了したか否かを判別し、サンプル区間が終了していな
い場合には、前述のステップS204へ戻ってノック信号の
Ａ／Ｄ変換を継続し、サンプル区間が終了した場合に
は、ステップS212へ進んで、ノック積分値Ｐ2をノック
強度データＫＮPとする（ＫＮP←Ｐ2）。

【００５９】次に、ステップS213へ進み、該当バンクに
対するノック判定レベルＫＮLVLjをＲＡＭ５８から読出
し、このノック判定レベルＫＮLVLjとノック強度データ
ＫＮPとを比較してノック判定を行なう。

【００６０】すなわち、図１３に示すように、ノックセ
ンサからのノック信号データを中心電圧に対して全波整
流した振幅データ｜ＫＮAD−ＡＤCNT｜のうち、バック
グランドレベルＢＧＬiを越えるデータを積分し、この
ノック積分値Ｐ2をノック判定レベルＫＮLVLjと比較す
ることによりノック発生の有無を判別するのである。

【００６１】その結果、上記ステップS213で、ＫＮP≧
ＫＮLVLjの場合には、ノック発生と判別し、ステップS2
14へ進んで、ノック判定フラグＦＬＡＧKNをセットして
（ＦＬＡＧKN←１）ステップS216へ進み、ＫＮP＜ＫＮL
VLjの場合には、ノック発生無しと判別して、ステップS
215で、ノック判定フラグＦＬＡＧKNをクリアする（Ｆ
ＬＡＧKN←０）。

【００６２】その後、ステップS216へ進み、振幅データ
積分値Ｐ1をカウント値Ｎで除算してサンプル区間内で
の平均値ＢＧAVEを算出し（ＢＧAVE←Ｐ1／Ｎ）、ステ
ップS217で、このサンプル区間内での平均値ＢＧAVE
を、バックグランドレベル加重平均率（加重平均の重
み）Ｘにより加重平均し、ＲＡＭ５８の所定アドレスに
ストアされている該当気筒の加重平均後振幅期間内平均
値ＢＧAVEXiを更新する（ＢＧAVEXi←（ＢＧAVE＋（Ｘ
−１）×ＢＧAVEXi）／Ｘ）。

【００６３】上記バックグランドレベル加重平均率Ｘ
は、エンジン回転数ＮEに比例するとともに、加速時に
は値が小さく、さらに、ノック発生時には値が大きくな
るよう、エンジン運転状態に応じて設定されており、低
回転時、加速時のバックグランドレベルの応答性悪化を
防止するとともに、ノック発生時のバックグランドレベ
ルの安定性を向上させる。

【００６４】そして、上記ステップS217からステップS2
18へ進み、上記加重平均後振幅期間内平均値ＢＧAVEXi
に、該当バンクのバックグランドレベル係数ＫBGj（右
バンクノックセンサバックグランドレベル係数ＫBG1、
あるいは、左バンクノックセンサバックグランドレベル
係数ＫBG2）を乗算して該当気筒のバックグランドレベ
ルＢＧＬiを設定し（ＢＧＬi←ＫＢＧj×ＢＧAVEXi）、
ＲＡＭ５８の所定アドレスにストアしてルーチンを抜け
る。

【００６５】尚、上記右バンクノックセンサバックグラ
ンドレベル係数ＫBG1及び左バンクノックセンサバック
グランドレベル係数ＫBG2は、それぞれ、エンジン形式
毎に異なる適正値が、例えばエンジン回転数ＮEをパラ
メータとして、予め実験などにより求められ、ＲＯＭ５
７のテーブルにストアされている。

【００６６】一方、メインコンピュータ４１において
は、図４に示す処理手順により、ノック発生の有無に応
じて点火時期を制御する。

【００６７】すなわち、図４のステップS301で、サブコ
ンピュータ４２のＩ／Ｏインターフェース６１の出力ポ
ートからノック判定フラグＦＬＡＧKNのデータを読込
み、ステップS302で、ノック発生有りか否かを判別す
る。

【００６８】上記ステップS302で、ＦＬＡＧKN＝０、す
なわちノック発生無しの場合には、そのままルーチンを
抜け、ＦＬＡＧKN＝１、すなわちノック発生有りの場合
には、上記ステップS302からステップS303へ進んで、サ
ブコンピュータ４２へシリアル回線を通してノックデー
タ送信を要求し、ステップS304で、ノックデータＫＮP
を受信してルーチンを抜ける。

【００６９】その結果、上記メインコンピュータ４１か
ら出力される該当気筒の点火時期が、上記サブコンピュ
ータ４２にてノック発生なしの判定結果が出力されるま
で遅角化される。

【００７０】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、ノックセンサを気筒毎に設け、各ノック
センサに対してノック判定レベル、バックグランドレベ
ルを設定するようにしても良い。

【００７１】また、メインコンピュータ４１にてノック
判定処理を行っても良く、ノック検出用のＥＣＵと点火
時期・燃料噴射制御用のＥＣＵとを別にしても良い。さ
らに、ノックセンサ２２ａ，２２ｂは、共振型のセンサ
に限定されることなく、シリンダブロックなどに伝達さ
れるエンジンの機械的振動のみならず、燃焼圧力、振動
音などを、振動波形として検出するものでも良い。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ンジン回転変動が大きく正確なクランク位置を検出する
ことが困難となる下限回転数を与える予め設定されたノ
ック検出作動回転数と、エンジン回転数とを比較する。
そして、エンジン回転数がノック検出作動回転数よりも
低いとき、サンプル区間の設定処理、ノックセンサ信号
の入力処理、ノックセンサ信号による振幅データ積分値
の算出処理、ノック強度の算出処理、バックグランドレ
ベルの設定処理、及び、ノック強度とノック判定レベル
との比較によるノック検出処理の全てを中止するので、
エンジン始動からエンジン回転が安定するまでの間、或
いはエンジン極低回転時など、エンジンの回転変動が大
きく正確なクランク位置の検出が困難な場合は、ノック
検出に係る全ての処理自体を中止して、ノック検出の誤
判定を未然に回避することが可能となり、ノック検出結
果に基づく点火時期制御性を向上することができ、ま
た、このときのノック検出処理に係る制御装置の無駄な
演算負担そのものを全て解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ノック検出作動判定ルーチンのフローチャート

【図２】ノック検出及びバックグランドレベル設定ルー
チンのフローチャート（その１）

【図３】ノック検出及びバックグランドレベル設定ルー
チンのフローチャート（その２）

【図４】メインコンピュータにおける処理ルーチンのフ
ローチャート

【図５】エンジン制御系の概略図

【図６】クランクロータとクランク角センサの正面図

【図７】図６の側面図

【図８】第１のクランクロータと第１のクランク角セン
サの正面図

【図９】第２のクランクロータと第２のクランク角セン
サの正面図

【図１０】カムロータとカム角センサの正面図

【図１１】制御装置の回路構成図

【図１２】ノック検出の時系列を示す説明図

【図１３】ノック信号の処理を示す説明図

【符号の説明】

２２ａ右バンクノックセンサ２２ｂ左バンクノックセンサＮE エンジン回転数ＮESET ノック検出作動回転数

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−93178（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−170856（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−34958（ＪＰ，Ａ) 実開昭57−2267（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 5/145 - 5/155 F02D 43/00 - 45/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】各気筒毎にサンプル区間を設定し、サンプ
ル区間においてノックセンサからの信号をＡ／Ｄ変換し
て、このＡ／Ｄ変換データと中心値との差の絶対値を積
算して振幅データ積分値を算出し、上記Ａ／Ｄ変換デー
タと中心値との差の絶対値が該当気筒に対するバックグ
ランドレベルを越えている時、上記Ａ／Ｄ変換データと
中心値との差の絶対値から上記該当気筒に対するバック
グランドレベルを減算して、該減算値をノック強度とし
て積算し、サンプル区間の終了時に、上記振幅データ積
分値から上記サンプル区間内における振幅データの平均
値を求め、更にこの平均値を加重平均処理することによ
り該当気筒に対するバックグランドレベルを設定すると
共に、上記ノック強度とノック判定レベルとの比較によ
り該当気筒のノックを検出するエンジンのノック検出方
法において、エンジン回転変動が大きく正確なクランク位置を検出す
ることが困難となる下限回転数を与える予め設定された
ノック検出作動回転数と、エンジン回転数とを比較し、エンジン回転数が上記ノック検出作動回転数よりも低い
とき、上記サンプル区間の設定処理、該サンプル区間に
おけるノックセンサ信号の入力処理、振幅データ積分値
の算出処理、上記ノック強度の算出処理、上記バックグ
ランドレベルの設定処理、及び、上記ノック強度とノッ
ク判定レベルとの比較によるノック検出処理の全てを中
止することを特徴とするエンジンのノック検出方法。