JPH02203237A - 内燃機関のノッキング検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ノッキング判定値の決定に用いるノック信号
頻度平均値を補正し、安定かつ精密にノ・ンキングを検
出する内燃機関のノッキング検出装置に関する。

［従来の技術］ 内燃機関の異常燃焼に伴って機関に発生ずる機械的振動
を検出素子により電気信号として検出し、電気信号の振
幅が比較基準値を上回ったときに、ノ・ンキング発生を
検出するものが、従来より知られている。一般に、この
比較基準値は、ノッキング発生時、点火時および吸排気
弁開閉時の振動を含まない正常燃焼時の電気信号（所謂
バックグラウンド信号）の振幅と所定係数との積に応じ
て設定される。

この比較基準値を決定する正常燃焼時の電気信号の振幅
としては次のような数値を使用していた。

即ち、この数１直とは、ノッキング発生の可能性が有る
と予想されるクランク角度範囲で、正常燃焼時に出力さ
れる電気信号の振幅の最大値を、複数の点火周間に亘っ
て、所謂なまし処理して得られる宙み付き平均値である
。

ところが、ノッキングが頻繁に発生すると、検出素子か
ら出力される電気信号の振幅も大きくなるため、重み付
き平均値が増加方向に更新される。

従って、重み付き平均値と所定係数との積で定まる比較
基準値も増大するので、検出素子から出力される電気信
号の振幅が比較的大きくならないと、ノッキング発生を
検出できない方向に次第に移行してゆく。このように１
、ノッキングが発生するほど比較基準値が上昇するとい
った悪循環により、ノッキング発生の検出が困難になる
という不具合点があった。

この不具合点を解決する対策として、例えば、以下のよ
うな技術が提案されている。すなわち、（１）内燃機関
のノッキング要因を検出するノックセンサの出力信号に
応してノ・ンキング判定レベル発生回路によりノック判
定レベルを発生し、このノック判定レベルとノックセン
サの出力とをコンパレータにより比較してノッキングパ
ルスを発生させると共に、クランプ回路によりノック判
定レベルが所定電圧以上にならないように制限する「内
燃機関用ノッキング検出装置」　（実開昭５６−１４９
９２７号公報）。

（２）機関本体に装着した振動検出素子からの電気信号
に応じてノッキング発生の有無を検出する方法において
、あらかじめ定められた少なくとも１つの気筒の点火後
の所定クランク角度範囲で、前記電気信号の振幅値につ
いて複数の点火サイクルにおける平均値を算出し、該算
出した平均値と前記所定クランク角度範囲における前記
電気信号の振幅値との大小を比較することによりノッキ
ング発生の有無を検出する「内燃機関のノッキング検出
方法」　（特開昭５８−２８６４５号公報）。

しかし、従来技術には下記のような問題があり、未だ充
分ではなかった。すなわち、 （１）クランプ回路によりノック判定レベルが所定電圧
以上にならないように制限する構成では、所謂バックグ
ラウンド信号の大きさとは無関係にノック判定レベルが
所定電圧未満に制限されてしまう。従って、内燃機関の
高速回転あるいは高負同状態においてはバックグラウン
ド信号は高くなり、これにともないノック判定レベルを
上げるべきであるが、ノック判定レベルが上昇できない
ためバックグラウンドに対するノック判定レベルの相対
的低下に伴い、本来はノッキング発生と判定されないも
のまでノッキング発生であると誤判定される場合もあり
、ノッキング検出精度が低下するという問題点があった
。

（２）また、電気信号の振幅値の複数の点火サイクルに
おける平均値を算出し、該算出した平均値と前記所定ク
ランク角度範囲における前記電気信号の１辰輻値との大
小を比較することによりノッキング発生の有無を検出す
る。構成では、平均値として、電気信号の振幅値を所謂
なまし処理して重み付けを行ない、平均値を算出してい
た。この平均値は、内燃機関が正密状態では、電気信号
の振幅値と発生頻度との関係が正規分布となることから
、平均値を通る直線で２分割すると両側の面積が等しく
なる。しかし、ノッキングが発生して、分布曲線の高振
幅側に大きく偏った信号が生ずると、例え１回の信号検
出でも平均値近傍の振幅値よりもかなり大きい値が加算
されることにより、ノッキング発生時の平均値は、ノッ
キング非発生時の平均値の移動よりも更に大きく高福幅
側へ移行する１頃向がある。従って、より大きな振幅値
の電気信号が人力されないとノッキングとは判定できな
くなり、ノッキング検出精度が悪化するという問題もあ
った。

（３）さらに、上述のごとくノッキング発生時の平均値
の移動が比較的大きいため、ノッキング検出の信頼性が
低下し、その検出結果に基づいて内燃機関のノッキング
抑制制御を実行しても、適切な効果を発揮しないという
問題点もあった。

これらの問題点については既に出願した特願昭６３−１
１５１３３号（「内燃機関のノッキング検出装置」）に
て解決している。即ち、ノッキング発生を判定する判定
値を決定する頻度平均値を、ノック信号と頻度平均値と
の大小関係により所定値で補正し、ノッキング現象の正
確な検出を実現するものである。

［発明が解決しようとする課題］ 特願昭６３−１１５１３３号は、確かに内燃機関の定常
時には、上述の問題点を解決し、ノッキングを高精度か
つ高信頼性で検出できるのであるが、いまだ次のような
問題点が残されていた。

即ち、内燃機関は、その履歴、デポジット量、機関のが
たつき等が機関毎に異なるため、内燃機関がノッキング
の判定基準に利用すべき頻度平均値については、同一運
転状態であってもその値が機関毎に異なっている。更に
こればかりでなく、運転状態の同一の変化に対しても実
際の頻度平均値の変化量・変化速度が異なっている。

このように同一運転状態変化であっても、実際の頻度平
均値の変化が標準的な機関よりも大きく異なるような機
関では、内燃機関の運転状態過渡時において、一定の補
正量としたり、あるいは単に運転状態に応じてオフセッ
トを設定して補正量を変更しても、あくまでも標準機関
に近い機関での適合性がよいに留まり、全ての機関に適
合するとは限らない。従って、ある機関で、運転条件の
変化に対して標準機関よりも極めて大きくノック信号全
体のレベルが変化する場合、運転条件に応じてオフセッ
トを設定しても、その機関の過渡時には実際に必要とさ
れる頻度平均値は標準の頻度平均値から急速に離れて行
き、所定量（例えば「１」）の補正の繰り返してはとて
も追いつけない場合がある。このように、運転状態に応
じて必要とされる頻度平均値に計算上の頻度平均値が追
いつけないと、ノック判定レベルの精度が低下し、点火
時期調節等によるノックの制御性が損なわれる。このよ
うな頻度平均値のずれは、標準の頻度平均値自体も全く
正確に検出できているわけではないので、標準の頻度平
均値に存在する標準機関との間の鋏差によっても生ずる
問題点である。

もし、頻度平均値の追随性を向上させるために、回転速
度あるいは負荷等の運転状態に応じて頻度平均値の補正
を大きくした場合には、高回転あるいは高負荷における
定常時にても頻度平均値の変化量が極めて大きくなり、
ノッキング検出の信頼性が低下してしまう。逆に補正を
定常時の信頼性を維持させる程度に抑えれば、やはり過
渡時における追随性が低下してしまう。即ち前出願では
、定常時のノ・ンキング検出の信頼性維持と過渡時のノ
ッキング検出の精度維持とが両立できなかったのである
。

１ユ思玉式 本発明はこのような過渡時のノッキング検出の精度低下
を防止し、かつ定常時にも信頼性を高める、ノ・ンキン
グ検出装置を提供しようとするものである。

［課Ｊを解決するための手段］ 上記目的を達成するためになされた本発明は、第１図に
例示するように、 内燃機関Ｍ１の過渡状態を検出する過渡状態検出手段Ｍ
２と、 内燃機関Ｍ１の機関本体の機械的振動を検出してノック
信号を出力するノック信号検出手段Ｍ’３と、 内燃機関Ｍｌの少なくとも１つの気筒の点火時期以後の
所定クランク角度範囲内で、上記ノック信号検出手段Ｍ
３が出力したノック信号の最大値を複数の点火周回にわ
たって捉え、その頻度平均値に基づいて定まる判定値に
対し、上記所定クランク角度範囲内で上記ノック信号検
出手段の出力したノック信号の最大値が上回ったときは
、ノッキング発生と判定する判定手段Ｍ４と、この判定
手段Ｍ４の判定に使用したノック信号の最大値と頻度平
均値とを比較して大小関係を判別する比較手段Ｍ５と、 上記過渡状態検出手段Ｍ２により過渡状態でないと検出
された場合に、上記比較手段Ｍ５により上記ノック信号
の最大値が上記頻度平均値を上回ると判別されたときは
該頻度平均値を所定値で増加補正し、上記ノック信号の
最大値が上記頻度平均値を下回ると判別されたときは該
頻度平均値を所定値で減少補正し、一方、上記過渡状態
検出手段Ｍ２により過渡状態であると検出された場合に
、上記比較手段Ｍ５により上記ノック信号の最大［直が
上記頻度平均値を上回ると判別されたときは該頻度平均
値を上記ノック信号に応じた値で増加補正し、上記ノッ
ク信号の最大値が上記頻度平均値を下回ると判別された
ときは該頻度平均値を上記ノック信号に応じた値で減少
補正する補正手段Ｍ６と、 を備えたことを特徴とする内燃機関のノッキング検出装
置を要旨とするものである。

［作用］ 本発明の内燃機関のノッキング検出装置は、ノッキング
発生を判定する判定値を、ノック信号の最大値の複ｎの
点火周期にわたる頻度平均値に基づいて定めると共に、
上記頻度平均値を、ノック信号の最大値との比較により
増減補正する。過渡状態でない場合の頻度平均［直の増
減補正量は所定値とし、過渡状態である場合の増減補正
量は上記ノック信号に応じた値とする。

ここで頻度平均値とは、定常状態（非過渡状態）では、
はぼ中央値に近いものである。即ち、頻度。

平均値よりも大きなノック信号が生じた場合は、頻度平
均値を所定量、例えは「１」、強度がより大の方向へ移
動させ、頻度平均値よりも小さなノック信号が生じた場
合は、頻度平均値を所定量（大方向への所定値と同一と
は限らない。）、強度がより小の方向へ移動させること
により、はぼ中央値近傍になるように制御されるＦＩ値
を言うのである。

頻度平均値の補正が、定常状態において所定値を用いれ
はよいのは、定常状態ではノック信号の全体のレベルの
上下変動が緩慢あるいはきわめて狭い範囲であり、所定
（直の増減のみで十分に対処できるからである。

過渡状節においては急速にノック信号の全体のレベルが
移動する。このためノッキング検出の判定（直もその移
動に適合させて、上下動させる必要がある。従って、過
渡状態ではノック信号に応じて、頻度平均値を補正する
のである。

即ち、ノック信号自身に応した値が補正量とされるので
、ノック信号の全体のレベルに対して、補正による頻度
平均値が大きくずれることがなく、適正に追随し精密な
ノッキング検出を間断なく実行できる。

［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。本発明の第１実施例である内燃機関のノッキング
検出装置のシステム構成を第２図に示す。

同図に示すように、内燃機関のノッキング検出装置１は
、４気筒の内燃機関２および゛これを制ｉ卸する電子制
御装置（以下、単にＥＣＵと呼ぶ。）３から構成されて
いる。

内燃機関２は、第１気箇（＃１）１１、第２気筒（＃２
）１２、第３気薗（＃３）１３、第４気筒（＃４）１４
を備え、各気筒ｉ１．　１２．　１３゜１４には、点火
プラグ１５，１６．１７．１８が配設されている。これ
らの点火プラグ１５．１６゜１７．１８には、イグニッ
ションコイルを備えたイグナイタ１って発生した点火に
必要な高電圧が、図示しないクランク軸と連動するカム
シャフトを備えたディストリビュータ２０を介して、分
配供給される。

内燃機関のノッキング検出装置１は検出器として、内燃
機関２のシリンダブロックに配設されて機械的振動を電
気的なノック信号として出力する共振型のノックセンサ
３１、ディストリビュータ２０に内蔵されてディストリ
ビュータ２０のカムシャフトの１／４回転毎に、すなわ
ち、クランク角１８０［’］ｉに気筒判別信号（Ｇ信号
）を発生する気筒判別センサ３２、ディストリビュータ
２０のカムシャフトのｌ／２４回転毎に、すなわち、ク
ランク角３０［’］毎に回転角信号（Ｎｅ信号）を発生
する回転速度センサを兼ねた回転角センサ３３、吸気マ
ニホールド内部の吸気管圧力を計測する吸気管圧力セン
サ３４、内燃機関２の冷却水温度から機関温度を測定す
る水温センサ３５を備える。これら各センサの検出信号
は、ＥＣＵ３に人力され、ＥＣＵ３は内燃機関２を制御
する。

ＥＣＵ３は、ＭＰＵ３ａ、ＲＯＭ３ｂ、ＲＡＭ３ｃ、バ
ックアップＲＡＭ３ｄ、　　タイマ３ｅを中心に論理演
算回路として構成され、コモンバス３ｆを介して人出力
部３ｇ、３ｈに接続されて外８日との人出力を行なう。

ノックセンサ３１の出力するノック信号は、インピーダ
ンス変換作用を有し、ノッキング固有の周波数帯域（７
〜８［ＫＨｚｌ）を通過帯域とするバンドパスフィルタ
回路３　ｈ　ｓ　Ｍ　Ｐ　Ｕ　３　ａの制御信号に従っ
てバンドパスフィルタ回路３１を通過したノ・ツク信号
の最大福幅のホールド動作を行なうピークホールド回路
３ｊ、ＭＰ［Ｊ３ａの制御信号に従ってピークホールド
回路３ｊの出力をＡ／Ｄ変換すると共にＡ／Ｄ変換終了
割込信号をＭＰＵ３ａに出力するＡ／Ｄ変換器３に、人
出カポ−）３ｇを介してＭＰＵ３ａに人力される。気筒
判別センサ３２の検出した気筒判別信号（Ｇ信号）は、
バッファ３ｍ、割込要求信号形成回路３ｎを、また、回
転角センサ３３の検出した回転角信号（Ｎｅ信号）は、
バッファ３ｐ、割込要求信号形成回路３ｎおよび速度信
号形成回路３ｑを、各々介して人出力ボート３ｈから割
込信号および回転速度信号としてＭＰＵ３ａに人力され
る。さらに、吸気管圧力センサ３４の検出信号はバッフ
ァ３Ｃに、水温センサ３５の検出信号はバ・ンファ３Ｓ
に、各々人力し、ＭＰＵ３ａの制御信号に従って作動す
るマルチプレクサ３ｔ、Ａ／Ｄ変換器３ｕを介して人出
力ボート３１１からＭ　Ｐ　Ｕ　３　ａに人力される。

一方、Ｍ　Ｐ　Ｕ　３　ａは、人出力水−ｈ３ｇを介し
て駆動回路３ｖに制御信号を出力し、イグナイタ１９を
駆動して点火時期を制御する。

次に、ＥＣＵ３が実行するノッキング検出開始時刻算出
処理を第３図に示すフローチャー１・に、ノッキング検
出終了時刻算出処理を第４図に示すフローチャートに、
Ａ／Ｄ変換開始処理を第５図に示すフローチャートに、
ノッキング検出処理を第６図に示すフローチャートに、
各々基づいて説明する。

まず、ノッキング検出開始時刻算出処理を第３図に示す
フローチャートに基づいて説明する。本ノッキング検出
開始時刻算出処理は、予め定められた特定クランク角度
（本実施例では上死点（ＴＤＣ））毎に発生する割込信
号に伴って実行される。まず、ステップ１００では、各
種のデータを読み込む処理が行われる。続くステップ１
１０では、ノッキング検出開始時刻ｔ１を算出する処理
が行われる。ここで、ノッキング検出開始時刻ｔ１は、
予め定められたノ・ンキング検出間間の開始クランク角
度（本実施例では、例えは、ＡＴＤＣ１０〜２０　［°
ＣＡＩ　）、検出された現在のクランク角度Ｃθ［°Ｃ
Ａ］、タイマ３ｅの現在の計時ｆｉ　Ｔ　Ｍに基づいて
算出される。次にステップ１２０に進み、ステップ１１
０で算出されたノッキング検出開始時刻ｔｌをＭ　Ｐ　
Ｕ　３　ａ内部のレジスタにセットする処理を行った後
、−旦、本ノッキング検出開始時刻算出処理を終了する
。以後、本ノッキング検出開始時刻算出処理は、特定ク
ランク角度毎にステップ１００〜１２０を繰り返して実
行する。

次に、ノッキング検出終了時刻算出処理を第４図に示す
フローチャートに基づいて説明する。本ノッキング検出
終了時刻算出処理は、上述したノッキング検出開始時刻
算出処理で算出された時刻ｔ１に発生する割込信号に伴
って実行される。まず、ステップ２００では、ピークホ
ールド回路３ｊにハイレベル（”１”）の制御信号を出
力する処理が行われる。本ステップ２００の処理により
、ピークホールド回路３ｊは、ノック信号のピークホー
ルド動作を開始する。続くステップ２１０では、各種の
データを読み込む処理が行われる。次にステップ２２０
に進み、ノ・ンキング検出終了時刻ｔ２を算出する処理
が行われる。ここで、ノッキング検出終了時刻ｔ２は、
予め定められたノッキング検出期間の開始時期から終了
時期に亘るクランク角度（本実施例では、例えば、６０
〜９０［’　ＣＡＩ　）、検出された現在のクランク角
度Ｃθ［’　ＣＡＩ、タイマ３ｅの現在の計時値ＴＭに
基づいて算出される。続くステップ２３０に進み、ステ
ップ２２０で算出されたノッキング検出終了時刻ｔ２を
Ｍ　Ｐ　Ｕ　３　ａ内部のレジスタにセットする処理を
行った後、−旦、本ノッキング検出終了時刻算出処理を
終了する。以後、本ノッキング検出終了時刻算出処理は
、割込信号発生毎にステップ２００〜２３０を繰り返し
で実行する。

次に、Ａ／Ｄ変換開始処理を第５図のフローチャートに
基づいて説明する。本Ａ／Ｄ変換開始処理は、上述した
ノッキング検出終了時刻算出処理で算出された時刻ｔ２
に発生する割込信号に伴って実行される。まず、ステッ
プ３００では、Ａ、／Ｄ変換回路３ｋにハイレベル（”
１”）の制ｉ卸信号を出力する処理が行われる。本ステ
ップ３００の処理により、、Ａ／Ｄ変換回路３には、ノ
ック信号のＡ／Ｄ変換を開始する。本ステップ３００の
処理を行った後、−旦５、本Ａ／Ｄ変換開始処理を終了
する。以後、本Ａ／Ｄ変換開始処理は、割込信号発生毎
にステップ３００を繰り返して実行する。

次に、ノッキング検出処理を第６図のフローチャートに
基づいて説明する。本ノッキング検出処理は、Ａ／Ｄ変
換器３にの出力するＡ／Ｄ変換終了割込信号（本実施例
では、例えば、Ａ、／Ｄ変換開始後、１０［ｒｎｓｅｃ
］経過時に発生）に伴って起動される。まず、ステップ
４００ては、各種のデータを読み込む処理が行われる。

続くステップ４０５では、Ａ／Ｄ変換値Ａ／Ｄを、ノッ
クセンサ出力信号振幅値ａに設定する処理が行われる。

次にステップ４１０に進み、ピークホールド回路３ｊに
ピークホールド終了側ｔ３ｉ１信号を出力する処理が行
われる。すなわち、Ｍ　Ｐ　Ｕ　３　ａは、ピークホー
ルド回路３Ｊにロウ１ノベル（”　０”　）のＡＵ御信
号を出力する。続くステップ４１５では、ノックセンサ
出力信号振幅値ａが、ノッキング発生を判定する判定値
Ｋ　Ｘ　Ａ以下であるか否かを判定し、肯定判断される
とステップ４２０に、一方、否定判断されるとステップ
４４０に、各々進む。ここで、（直Ｉ（は係数（本実施
例では、例えは、Ｅ（＝２）、（直Ａはノックセンサ出
力信号振幅値ａの頻度平均値であり′４Ｂ間値は「０」
であり、逐次後述するごとく更新される。ノッキング現
象が発生しでいないときしこ実行されるステップ４２０
では、ノッキング現象の無い状態の連続回数を計数する
カウンタｎの計数値が値１０以上か否かを判定し、肯定
判断されるとステップ４３０に、一方、否定判断される
とステップ４２５に、各々進む。ノッキング現象の無い
状態が、いまだ連続する点火周期１０回未満の場合に実
行されるステップ４２５では、カウンタｎの計数値をイ
ンクリメントする処理を行った後、ステップ４４５に進
む。一方１、ノッキング現象の無い状態が連続する点火
周間１０回以上の場合に実行されるステップ４３０では
、点火時期の進角補正値θをクランク角度Ｙだけ進角す
る処理が行われる。この進角補正値θは、所定クランク
角度毎に実行される周知の点火時期算出処理で使用され
る値である。すなオっち、点火時期算出処理では、内燃
機関２の吸気管圧力ＰＭおよび回転速度Ｎｅに基づき、
予め定められてＲ○Ｍ３ｂに記憶されているマツプに従
い基本点火時期θθを算出し、この基本点火時期θθを
進角補正（直θにより補正して目標点火時期θ°を算出
する。従って、ステップ４３０の処理により目（票点火
時朋θ°は、クランク角度Ｙだけ進角される。

続くステップ４３５では、カウンタｎを「０」にリセッ
トする処理を行った後、ステップ４４５に進む。また、
ノッキング現象が発生したときに実行されるステップ４
４０では、点火時期の進角補正値θをクランク角度Ｘだ
け遅角する処理が行われる。この処理により目標点火時
期θ°は、クランク角度Ｘだけ遅角され、ノッキング現
象が抑制される。その後、ステ・ンブ４３５を経由して
ステップ４４５に進む。

ステップ４４５では吸気管圧力ＰＭの変化から過渡状態
か否かを判定する。即ち、今回のノッキング検出処理の
ステップ４００で読み込んだ現在の吸気管圧力ＰＭから
クランク角＋３６０［’］前に検出された吸気管圧力Ｐ
Ｍ３６９との差（ｌ　ＰＭ−ＰＭ３６Ｑ　　ｌ）を求め
て、その差が所定値、例えば１０　［ＫＰａ１以上であ
れば過渡状態であると判断するものである。

過渡状態になけれは、カウンタｍが「０」か否かが判定
される（ステップ４５０）。「０」であれは補正ｆ［Ｂ
に「１」が設定される。

過渡状態であれば、カウンタｍに「１０」が設定される
（ステップ４６０）と共に、デクリメントされ（ステッ
プ４６５）、現在のノックセンサ出力信号振幅値ａと頻
度平均値Ａとの差の１／４、即ちｒ　Ｉ　　（ａ−Ａ）
　／４１　Ｊが、補正（［Ｂに設定される（ステップ４
７０）。

またステップ４５０にてｍが「０」ではないと判定され
た場合も、上記ステ・ンプ４６５．４７０の処理がなさ
れる。これは−旦ステップ４４５が否定判定された後、
内燃機関２が１０回転する間は過渡状態が継続している
ことあるいはそのように扱った方が補正値Ｂの適合性が
よいことを考慮しているからである。即ち、過渡時には
補正値Ｂは、ｒ　ｌ　　（ａ−Ａ）　／４　Ｉ　Ｊが設
定されて現在のノックセンサ出力信号振幅値ａに応じて
可変となり、過渡時以外では所定値「１」が設定されて
固定となるわけである。

次にステップ４７５では、ノックセンサ出力信号振幅値
ａが、頻度平均値Ａ以下であるか否かを判定し、肯定判
断されるとステップ４８５に、−方、否定判断されると
ステップ４８０に、各々進む。ノックセンサ出力信号振
（曜値ａが、頻度平均（直Ａより大きい側にあるときに
実行されるステップ４８０では、頻度平均値Ａに補正値
Ｂを加算して頻度平均ｆｃＡを増加補正する処理を行っ
た後、ステップ４９５に進む。一方、ノックセンサ出力
信号］辰輻値ａが、頻度平均値Ａより小さい則ζこある
ときに実行されるステップ４９０では、頻度平均値Ａか
ら補正値Ｂを減算して頻度平均値Ａｆ２−減少補正する
処理を行った後、ステ・ンプ４９５に進む。ステップ４
９５では、算出もしくは更新された各種のデータをＲＡ
Ｍ３ｃあるいはバックアップＲＡＭ３ｄに記憶する処理
を行った後、−旦、本ノッキング検出処理を終了する。

以後、本ノッキング検出処理はＡ／Ｄ変換終了割込信号
発生旬に、上記ステップ４００〜４９５を繰り返して実
行する。

なお本実施例において、吸気管圧力センサ３４が過渡状
態検出手段Ｍ２に、ノックセンサ３１がノック信号検出
手段Ｍ３に、各々該当する。また、ＥＣＵ３およびＥＣ
Ｕ３の実行する処理のうちステ・ンプ１００〜１２０．
２００〜２３０，３００゜４００〜４１５が判定手段Ｍ
４として、ステップ４７５．４８５が比較手段Ｍ５とし
て、ステップ４４５〜４７０．４８０．４９０が補正手
段Ｍ６として各々機能する。

以上説明したように本実施例によれば、過渡時には補正
（ａＢとしてｒ　ｌ　　（ａ　−Ａ）　／４１　Ｊが設
定され、非過渡時には「１」が設定される。

この補正（＋ＨＢを用いて、ノックセンサ出力信号振幅
１直ａが、頻度平均値Ａを上回るときは頻度平均値Ａを
補正値Ｂ分を増加補正し、一方、振幅値ａが、頻度平均
値Ａを下回るときは頻度平均（ｕｉ　Ａを補正ｌａＢ分
減少補正している。

このため、非ａｙ１時にはノック信号全体のレベルが安
定しているのに適合させて、たまたま大きな振幅１ｔｉ
Ｉａが検出されても、頻度平均値Ａの補正幅は「ｌ」で
しかない。従って、ノッキング発生を判定する判定値Ｋ
　Ｘ　Ａも過剰変動することは無いので、広範囲の運転
状態に亘って、ノッキング発生検出の信頼性が維持でき
る。

ノックセンサ出力信号振幅値ａ　［Ｖ］とその発生軸度
［回］とを図示すると、第７図に示すような分布形状を
示す。左側の分布曲線Ｉは回転速度あるいは負荷が低い
定常状態にある場合であり、右側の分布曲線■は高い定
常状態にある場合である。各々ノッキング現象が無いと
きは正規分布に近い形状をなす。部ち各頻度平均値Ａは
、Ａｌ１Ａ２で表されているように離れている。従って
、図の左の分布状態（Ｉ）から右の分布状態（ＩＩ）に
運転状態が変化する過渡状態にあるときは、頻度平均値
ＡはＡ１とＡ２どの間を移動してゆくことになる。この
移動距離及びその移動速度は各機関の履歴やその他の機
差等により異なる。

このように、分布曲線の移動速度、移動距離が機関によ
って異なるため、本実施例ではその分布の因子である信
号振幅値ａを用い、頻度平均（ｌＩｉｉＡとの差の１７
４の値を計算して補正値Ｂを求め、補正値Ｂにて新たな
頻度平均値Ａを算出することにより、その移動速度に対
応した頻度平均値Ａを、過渡状態の間、設定することが
可能となるのである。しかも、過渡状態以外では頻度平
均値への補正幅を「１」に固定したため、定常状態にて
は安定した）・ンキング検出が可能となる。従って運転
状態の全範囲にわたって、ノック制御の精度・信頼性を
維持できる。

即ち、ノッキング現象発生時は点火時期の進角補正値θ
を１直Ｘだけ遅角させ、一方、ノッキング現象非発生状
態が１０回以上連続した後は点火時期の進角補正値θを
値Ｙだけ進角させるノッキング抑制制御を実行するとい
うノック制御が行われている（ステ・ンブ４１５．４４
０）が、このノック制御が高精度・高信頓性を持つで行
われるため、ノッキング現象は、過渡時、定常時ともに
、迅速に解消され、内燃機関２はノッキング現象発生に
伴う各種の弊害を速やかに回避できる。このことにより
内燃機関２の耐久性も高まる。

なお、本実施例では、定常時に、ノックセッサ出力信号
振幅ｆｆｆｉ　ａが、頻度平均値Ａを上回るときは頻度
平均値Ａに所定１直として「１」を加算して増加補正し
、一方、ノックセンサ出力信号振幅値ａが、頻度平均値
Ａを下回るときは頻度平均値Ａから所定値としてｒｌＪ
を減算して減少補正している。しかし、増加補正の値と
減少補正の値とを等しくする必要はなく、頻度平均（直
Ａ、の過剰増加を抑制できるように好適な値を各々選択
すれば良い。例えば、頻度平均値Ａの増加用補正ｆｌｉ
Ｂｌ、減少用補正１１Ｂ２が、Ｂ２＞８１の関係を満た
すよう構成することも、できる。

この補正の増減については、過渡時も同じであり、例え
ば増加と減少とで異なる係数を補正値Ｂにかけてもよい
。

また、本実施例のノッキング検出処理のステップ（４７
５〜４９０）を、例えば、第８図のフローチャートに示
すステップ（４７５ａ〜４９０ａ）に置き換える構成と
しても良い。すなわち、同図ζこ示すように、ノックセ
ンサ出力信号ｔ’Ｅ＝、ｅＡ　ｆｌ　ａが頻度平均値Ａ
に係数１．０１を掛けた値以下であるか否かを判定しく
ステップ４７５ａ）、否定判断されると頻度平均値Ａに
補正値Ｂを加算する増加補正を行ない（ステップ４８０
ａ）、一方、ノックセンサ出力信号振幅値ａが頻度平均
値Ａに係数１．０１を掛けた値未満であるときは（ステ
ップ４７５ａ、４８５ａ）、頻度平均（１ｍＡから補正
ｆｉ　Ｂ　ｆｉ：減算する減少補正を行なう（ステップ
４９Ｏａ）のである。このように構成した場合は、予め
頻度平均（直Ａを１．０［％］増加した値と、ノックセ
ンサ出力信号振幅値ａとの大小関係を比較した結果に基
づく補正を行なうので、頻度平均（直Ａは減少補正され
る傾向が強く、頻度平均（直Ａの増加し過ぎを制限でき
る。これは特に定常時での頻度平均値への増加し過ぎζ
こ有効である。

次に本発明第２実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。本実施例と前述の第１実施例とは、第９図及び第１Ｏ
図に示すノッキング検出処理が異なる。その他の装置構
成は第１実施例と同一であるため、説明は省略する。

次に、本実施例で実行されるノッキング検出処理を、第
９図のフローチャートに基づいて説明する。

本実施例では過渡状態として吸気管圧力ＰＭの変動ばか
りでなく、機関の回転速度Ｎｅの変動も考慮されている
。叩ち５、ステップ４４５にて吸気管圧力がｘＯ［ＫＰ
ａ１以上の変動があった場合のみでなぐ、更にステップ
５１０にて機関回転速度Ｎｅがクランク角３６０［’］
前の機関回転速度Ｎｅ３６１１から１００　ｒ、ｐ、ｍ
、以上の変動があった場合にも、ステップ５１δに移り
過渡時用の処理が行われる。

ステップ５１５では、カウンタｍに「３０」が設定され
る。次いでステップ５２０の処理に移る。

上記両ステップ４４５．５１０とも否定判定されれば、
そのままステップ５２０の処理に移る。

ステップ５２０では、第１実施例のステップ４７０と同
一の処理がなされ、補正（１ｍ　Ｂに「１（ａ−Ａ）／
４１Ｊが設定される。

次にステップ５２５にて、補正値Ｂとカウンタｍのｒ　
１　／２Ｊの値とが比較される。補正（ｉ　Ｂがｒｍ／
２Ｊｌｕ下の場合には、そのままステップ４７５の処理
に移るが、補正値Ｂがｒｍ／２Ｊを越える場合には、ス
テップ５３０にて補正値Ｂに「ｍ／２」の値が設定され
る。即ち、補正値Ｂにはｒ　ｌ　　（ａ　−Ａ）　／４
１　Ｊかｒｍ／２」かいずれか小さい方の値が設定され
ることになる。以下、ステップ４７５〜４９０の処理で
、この補正１直Ｂを用いて、第１実施例と同様に頻度平
均値Ａを補正することになる。

この処理が行われている間に、３２［ｍ５ｅｃ］毎に、
第１０図に示す処理が割り込み実行される。

即ち、ステップ５５０にては前述のカウンタｒｎがデク
リメントされる。次にステ・ンブ５６０ζごてカウンタ
ｍが「２」未満か否かが判定される。「２」未）茜であ
れば、ステップ５７０にてカウンタｍに「２」が設定さ
れ、「２」未満でなければこのまま処理を終了する。

このように第９図のノッキング検出処理と第１０図の３
２［ｍ５ｅｃ１割り込み処理がが実行されることにより
、次のような機能を生ずる。

即ち、ステップ４４５．５１０のいずれかの条件が満た
されて過渡状態であるとしてｒｍ＝３０Ｊとされた状態
から、ステップ４４５．５１０のいずれの条件も満足さ
れない状態に変化した後は、カウンタｍは３°２［ｍ５
ｅｃ］ｉに減少してゆくことになる。カウンタｍは補正
値Ｂの上限としての役割を果たすものであり、最初の内
、補正値Ｂには、ｒ　ｌ　（ａ　−Ａ）　／４１　Ｊと
ｒｍ／２Ｊとのいずれか小さい方の値が設定される。

しかし、最終的には、ｒｍ＝２Ｊ、凹ちｒ　ｍ　／２＝
１」となるので、補正（ｔｌｉＢは「０」あるいは「１
」に収束することになる。即ち、カウンタｍの初期ｆｆ
１ｒ３ｃＮが「２」までカウントダウンされる時期であ
る２８ｘ３２　［ｔｎｓ　ｅｃｌの間は、内燃機関２が
過渡状態にある時期とされるため、その間にはｒｒｎ／
２Ｊを上限としつつ、「１（ａ−Ａ）／４Ｎを補正値Ｂ
に設定しているのである。

本実施例は上述のごとく構成されているため、第１実施
例と同じ効果を有すると共に、過渡中はノックセンサ出
力信号振幅１ｍ　ａに応じて設定される補正値Ｂに上限
を設けたため、過渡中に極端に高い振Φ：値ａが検出さ
れた場合にも、必要以上に頻度平均値Ａが上昇すること
がない。また上限も過渡状態の経過と共に、強制的に次
第に「１」に収束してゆく。このため、−ｆｉ安定した
ノック判定が可能となる。

尚、本実施例においては、ＥＣＵ３およびＥＣＵ３の実
行する処理のうち、ステップ４４５　Ｔ　　５１０〜５
３０．４８０，４９０が補正手段Ｍ６として機能する。

次に本発明第３実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。本第３実施例と第１実施例とは、第１１図、第１２図
に示すノッキング検出処理が異なる。その他の装置構成
は第１実施例と同一であるため、説明は省略する。

次に、本実施例で実行されるノッキング検出処理を、第
１１図のフローチャートに基づいて説明する。

本実施例では、過渡状態の内でも、品も頻度平均値Ａの
変化が、ノック制ｉ卸上問題となる領域を捉えて、その
ときのみ対処しようとするものである。

即ち、第１実施例で既に説明したステップ４００〜４１
０の処理の後、ステップ６１０にて、水温センサ３５で
検出された内燃機関２の冷却水温度が、５０［℃］を越
えているか否かが判定される。またステップ６２０にて
吸気管圧力ＰＭが６００ｍｍＨｇ以上か否かが判定され
る。この両条件を満足しない場合は、問題となるような
ノック現象が生ずるような条件下になく、ノック制御の
必要性が乏しいことから、いずれかの条件（ステップ６
１０．６２０）にて否定判定されれば、ステップ６３０
にてノックフラグＦｋがリセッ］・される。

しかし、ステップ６１０，６２０の両条件が満足されれ
ば、ステップ６４０にてノックフラグＦｋがリセ・ンＩ
・されているか否かが判定される。最初はｒＦｋ＝ｏ」
であるので、肯定判定されで、ステップ６５０にてカウ
ンタｍに「２０」が設定される。このカウンタｍは第１
２図に示すごとく、３２［ｍ５ｅｃ］毎に割り込み実行
される処理にて、ステップ７５０にてカウンタｍが「ｌ
」を越えていると判断される場合にステップ７６０にて
デクリメントされることにより、「１」になるまで、３
２［ｍ５ｅｃコ毎に「１」づつ減少してゆく。

次に第１実施例で既に説明したステップ４１５〜４４０
の処理がなされる。

次にステップ６６０にてノックフラグＦ　ｋがセットさ
れる。次にステ・ンプ６７０では、第１実施例のステッ
プ４７０と同一の処理がなされ、補正（直Ｂにｒ　ｌ　
（ａ　−Ａ）　／４１　Ｊが設定される。次にステップ
６８０にて補正値Ｂが力１クンタｌ’ｒｌを越えている
か否かが判定される。越えていれはステップ６９０にて
補正（直Ｂにはカウンタｍの（頂が設定されてステップ
７００の処理に移る。越えていなければ、直接ステ・ン
ブ７００の処理に移る。

ステップ７００では頻度平均値Ａがノックセンサ出力信
号振幅（直ａ以上か否かが判定される。肯定判定されれ
ばステップ７１０にて頻度平均ｆａＡから補正（直Ｂを
減算する減少補正を行なう。否定判定されればステップ
７２０にて頻度平均値Ａ、に補正ｆａ　Ｂを加算する増
加補正を行なう。

本実施例はこのように構成されているため、暖機後にア
クセルペダルを踏み込んだ状態を、■ステップ６１０で
の水温が５０℃以下から５０℃を越えた状態へと変化し
たことと、■ステップ６２０ての吸気管圧力ＰＭが６０
０［ｍｍＨｇ］より低い状態から高い状態へと変化した
こととで検出できる。このような変化状態は過渡状態で
ある。

従って、この時はステップ６５０にてカウンタＵｌに「
２０」が設定されることにより、ステップ６７０．６８
０，６９０の処理でカウンタｍの値を上限とし゛Ｃ５補
正値Ｂに、ノック信号に応じた値、即ち、　ｒ　ｌ　　
（ａ　−Ａ）　／４１Ｊが設定される。

従って、ステ・ンブ７１０，７２０の処理にて、過渡時
にも補正値Ｂ分の増）戒により、頻度平均値Ａが、ノッ
ク信号全体のレベル移動に、迅速に追随できる。しかも
、定當時にはカウンタｍの値は「１」に収束しているこ
とから、補正値Ｂはａ＝Ａの場合に「０」、それ以外の
場合に「１」となって、頻度平均（ｌＩ！Ａの変動が十
分に抑制されて、第２実施例と同じく安定で信頼性の高
い）・ンキング検出が可能となる。

本実施例では、吸気管圧力ＰＭが６００　ｍｍ　Ｈｇを
越えて以後、１９ｘ３２　［ｍｓ　ｅｃ］間のみ過渡状
態と捉えて、ノックセンサ出力信号振幅値ａに応じた補
正量増加処理を実施している。これは通電この様な条件
での過渡状態で頻度平均値Ａの変動が激しいのであり、
他の条件では、　「１３＝１」でも十分に対処できるか
らである。更に、水温５０℃以下で、かつ吸気管圧力Ｐ
　Ｍが６００ｍｍＨｇ未満ては、点火時期のノック制御
（ステップ４１５〜４４０）が実行されていない。これ
は上記条件下では、ノック現象が極めて生しにくく、ノ
ック制御を実施しない方が内燃機関２の安定に好ましい
からである。

本実施例では上述のごとく構成されているため、ノック
制御が必要でない領域で無駄な制御をすることなく、過
渡時のノ・ンク信号分布レベルの急変に対処でき、他の
状態では安定したノック制御が可能となる。

以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、本
発明はこのような実施例に同等限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲内においで種々なる態
様で実施し得ることは勿論である。

例えば、過渡状態検出手段Ｍ２としては各実施例に示し
たもの以外にアクセル開度やアクセルペダルの踏み込み
量を検出してその値あるいは変化量から過渡状態を検出
してもよい。

更にノックセンサ出力信号振幅値ａに応じた値として、
　ｒ　ｌ　　（ａ−Ａ）　／４１Ｊの替わりに「ａ／Ｌ
＋を用いて、補正値Ｂを設定してもよい。ここでｋは所
定の係数である。

発明の効果 以上詳記したように本発明の内燃機関のノッキング検出
装置は、特に補正手段Ｍ６が、過渡状態検出手段Ｍ２に
より過渡状態でないと検出された場合に、比較手段Ｍ５
によりノック信号の最大値が頻度平均値を上回ると判別
されたときは該頻度平均値を所定値で増加補正し、ノッ
ク信号の最大値が頻度平均値を下回ると判別されたとき
は該頻度平均値を所定直で減少補正し、一方、過渡状態
検出手段Ｍ２により過渡状態であると検出された場合に
、比較手段Ｍ５によりノック信号の最大値が頻度平均値
を上回ると判別されたときは該頻度平均値をノック信号
に応じた値で増加補正し、ノック信号の最大値が頻度平
均値を下回ると判別されたときは該頻度平均値をノック
信号に応じた値で減少補正するよう構成されている。

このため、過渡状態において、ノック信号分布レベルが
急速に移動するような状態では、頻度平均値もそれに適
合させて急速に追随でき、定常状態のように頻度平均値
の安定性が重要視される状態では、補正が所定値でなさ
れることにより、頻度平均１０の変動が抑制される。

従って、過渡時でもノッキング検出精度が高い状態に維
持でき、しかも定常時にてはノックの検出状態が安定す
るので、信頼性のあるノッキング検出とすることができ
る。

このように全運転領域でノッキング検出が高精度でかつ
高信頼性にできるため、この検出に応じた点火時期調節
等によるノック制御もきわめて高精度に実施でき、制御
が好適なものとなり内燃機関に負担をかけることがない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内容を概念的に例示した基本的構成図
、第２図は本発明第１実施例のシステム構成図、第３図
、第４図、第５図、第６図は同じくその制御を示すフロ
ーチャー１・、第７図は同じくそのノックセンサ出力信
号振幅値と発生頻度との関係を示すグラフ、第８図は同
じくその変形例である制御の一部を示すフローチャート
、第９図及び第１Ｏ図は本発明第２実施例の制御を示す
フローチャート、第１１図及び第１２図は本発明第３実
施例の制御を示すフローチャートである。 Ｍｌ・・・内燃機関　　　Ｍ２・・・過渡状態検出手段
Ｍ３・・・ノック信号検出手段　　Ｍ４・・・判定手段
Ｍ５・・・比較手段　　　Ｍ６・・・補正手段１、・・
・内燃機関のノッキング検出装置２・・・内燃機関　　
　３・・・電子制御装置（ＥＣＵ）３ａ・・・ＭＰＵ　
　　　３１・・・ノックセンサ３３・・・回転角センサ
　　３４・・・吸気管圧力センサ第７図 代理人　弁理士　定立　勉（ばか　２名）ノックセンサ
出力信号振幅値［Ｖ］ 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内燃機関の過渡状態を検出する過渡状態検出手段と
   、 内燃機関の機関本体の機械的振動を検出してノック信号
   を出力するノック信号検出手段と、内燃機関の少なくと
   も１つの気筒の点火時期以後の所定クランク角度範囲内
   で、上記ノック信号検出手段が出力したノック信号の最
   大値を複数の点火周間にわたって捉え、その頻度平均値
   に基づいて定まる判定値に対し、上記所定クランク角度
   範囲内で上記ノック信号検出手段の出力したノック信号
   の最大値が上回ったときは、ノッキング発生と判定する
   判定手段と、 この判定手段の判定に使用したノック信号の最大値と頻
   度平均値とを比較して大小関係を判別する比較手段と、 上記過渡状態検出手段により過渡状態でないと検出され
   た場合に、上記比較手段により上記ノック信号の最大値
   が上記頻度平均値を上回ると判別されたときは該頻度平
   均値を所定値で増加補正し、上記ノック信号の最大値が
   上記頻度平均値を下回ると判別されたときは該頻度平均
   値を所定値で減少補正し、一方、上記過渡状態検出手段
   により過渡状態であると検出された場合に、上記比較手
   段により上記ノック信号の最大値が上記頻度平均値を上
   回ると判別されたときは該頻度平均値を上記ノック信号
   に応じた値で増加補正し、上記ノック信号の最大値が上
   記頻度平均値を下回ると判別されたときは該頻度平均値
   を上記ノック信号に応じた値で減少補正する補正手段と
   、 を備えたことを特徴とする内燃機関のノッキング検出装
   置。