JPH02301646A

JPH02301646A - エンジンのノック検出装置

Info

Publication number: JPH02301646A
Application number: JP12309189A
Authority: JP
Inventors: Takashi Matsuura; 崇松浦
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1989-05-16
Filing date: 1989-05-16
Publication date: 1990-12-13
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JP2750152B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、ノックセンサの故障診断機能を有するエンジ
ンのノック検出装置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］最近では
、エンジンの異常燃焼による初期ノックをノックセンサ
により検出し、点火時期を制御してノック発生を回避す
る技術が広く採用されている。これにより、ノック限界
での点火時期制御が可能となり、エンジンの出力性能を
大きく向上させることができるようになった。

上記ノックセンサは、混合気の異常燃焼による異常燃焼
圧力振動あるいはシリンダブロックなどに伝達する機械
的振動を検出し、その振動波形を電気信号として出力す
るもので、例えば特開昭５８−１６５５７３号公報に開
示されている如く、気筒数以下の複数のノックセンサを
気筒間のシリンダブロックに装着し、混合気の燃焼圧力
によるシリンダブロックの振動を検出して予め対応させ
た気筒のノッキングを検出する。

しかしながら、この場合、複数のノックセンサの一部に
故障が発生した場合、対応する気筒のノック検出が不能
となってしまう。

これに対処するに、例えば特開昭５７−１７６３６２号
公報には、ノック検出回路に加えてノックセンサの異常
を検出するフェイルセーフ回路を設け、ノックセンサか
らの出力信号によってノックの検出とノックセンサ異常
を検出することによリ、ノック発生とノックセンサ異常
を判別する技術が開示されている。

すなわち、上記ノック検出回路はノックが検出されると
ＬＯＷ信号を出力し、イグニッション信号あるいはその
他の割込信号によってリセットされてＨＩＧＨレベルに
変わる。一方、上記フェイルセーフ回路は、ノックセン
サに断線あるいは短絡といった異常が生じた場合、ＬＯ
Ｗ信号を出力し、その状態を保持する。そして、上記ノ
ック検出回路からの出力と上記フェイルセーフ回路から
の出力のいずれかがＬＯＷである場合、マイクロコンピ
ュータの入出力装置にＬＯＷレベル信号が入力されて異
常が判定される。

しかしながら、上記先行技術においては、ノック検出回
路に加えて、ノックセンサの異常を検出するフェイルセ
ーフ回路、及び、上記ノック検出回路と上記フェイルセ
ーフ回路との出力を処理する周辺回路などのハードウェ
アの追加が必要となり、しかも、複数のノックセンサを
使用する場合、ノックセンサの数だけ必要となる。

従って、ハードウェアの追加によるコスト上昇、外付は
回路の設置スペースの増大などを招くという問題があっ
た。

［発明の目的］本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、特別なハ
ードウェアを追加することなく、ノックセンサの出力信
号から、ノック検出とノックセンサ異常とを検出するこ
とができ、しかも安価に構成することができるエンジン
のノック検出装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明によるエ
ンジンのノック検出装置は、複数のノックセンサをエン
ジンに配設し、該当気筒のノッキングを検出するエンジ
ンのノック検出装置において、ノック非検出区間におい
てアナログ／デジタル変換された各ノックセンサのデジ
タルデータの平均値を互いに比較し、上記ノックセンサ
の異常を判定する故障判定手段を備えたものである。

すなわち、上記複数のノックセンサの出力をノック非検
出区間においてデジタルデータにアナログ／デジタル変
換し、これらのデジタルデータを互いに比較する。そし
て、上記複数のノックセンサのなかで、異常データを出
力したノックセンサを故障と判定する。

［発明の実施例］以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はノック検出装
置の機能ブロック図、第２図は回路構成図、第３図はノ
ック検出テーブルを示す説明図、第４図は初期設定プロ
グラムを示すフローチャート、第５図はノック非検出区
間およびノック検出区間における割込み処理のフローチ
ャート、第６図（ａ）は気筒信号とクランク角信号との
タイミングチャート、第６図（ｂ）はノック検出処理の
タイミングチャートである。

（構　成）第２図の符号１はマイクロコンピュータからなるメイン
制御ユニットであり、点火時期制御、燃料噴射制御など
のエンジン制御を行う。例えば点火時期制御においては
、波形整形回路２ａ、　２ｂ。

２Ｃを介してそれぞれクランク角センサ３、カム角セン
サ４ａ、４ｂなどが接続され、点火時期が演算されて、
所定のタイミングで点火信号が点火回路５に出力される
。

また、上記メイン制御ユニット１には、ノック検出ユニ
ット６が接続されており、このノック検出ユニット６に
は、それぞれ上記波形整形回路２ａ、２ｂ、２ｃ及び増
幅器７ａ、７ｂを介して、上記クランク角センサ３、カ
ム角セン、す４ａ、４ｂ、ノックセンサ８ａ、８ｂが接
続されている。

上記ノック検出ユニット６は、ＣＰＩＪ９、ＲＯＭｌ０
．ＲＡＭＩ　１、シリアルインターフェイス（ＳＣＩ）
１２、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３、タイ
マＴＨ１；ＴＨ２，ＴＨ３，ＴＨ４、及び、入出力（Ｉ
ｌｏ＞インターフェイス１４がパスライン１５を介して
互いに接続されて構成されている。

上記クランク角センサ３、カム角センサ４ａ。

４ｂは、上記波形整形回路２ａ、２ｂ、２ｃを介して上
記Ｉ１０インターフェイス１４の入力ボートに接続され
、また、上記ノックセンサ８ａ、８ｂは、上記増幅器７
ａ、７ｂを介して上記Ａ／Ｄ変換器１３に接続されてい
る。

上記クランク角センサ３は、エンジンのクランクシャフ
ト１７に固設したクランクロータ１７ａの突起（あるい
はスリット）を検出する電磁ピックアップなどからなり
、上記クランクロータ１７ａに設けられた突起が上記ク
ランク角センサ３に接近離間すると、磁束変化に↓る交
流出力が発生し、上記波形整形回路２ａによってパルス
に変換される。

また、カム角センサ４ａ、４ｂは、上記クランクシャフ
ト１７の１回転に対し１／２回転するカムシャフト１８
に固設したカムロー夕１８ａ、１８ｂの突起（あるいは
スリット）を検出する電磁ピックアップなどからなり、
同様にカム角センサ４ａ、４ｂからの交流出力が波形整
形回路２ｂ。

２Ｃによってパルスに変換される。

例えば６気筒エンジンの場合、１２０°ＣＡ毎に存在す
る各気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）を識別するための気筒
信号がカム角センサ４ａ、４ｂがら出力され、上死点前
（ＢＴＤＣ）１０”から３０°ＣＡ毎のクランク角信号
がクランク角センサ３から出力される。すなわち、上記
カム角センサ４ａ、４ｂからの気筒信号とクランク角セ
ンサ３からのＢＴＤＣＩＯｏ、ＢＴＤＣ４０’　、ＢＴ
ＤＣ７０′″、ＢＴＤＣｌｏｏｏのクランク角信号とが
上記メイン制御ユニット１に入力（第６図（ａ）参照）
されて点火時期などが演算され、３０″ＯＡ信号を基準
として所定の点火時期に達すると該当気筒に対する点火
信号が上記点火回路５に出力される。

尚、上記ＢＴＤＣ１０°の信号はエンジン始動時の固定
点火角信号である。

さらに、上記クランク角センサ３から上記ノック検出ユ
ニット６に、例えばＢＴＤＣ７０’及びＢＴＤＣｌｏ”
の信号が６０°ＣＡ間隔で入力され、ノック検出の割込
み処理が起動される。

また、上記ノックセンサＱａ、、８ｂは、電源■ＣＣか
ら抵抗Ｒを介して接続され、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ナで、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、その振動波形を電気信号として出力し、例えば
、水平対向エンジンあるいはＶ形エンジンでは片バンク
に各々配設されている。

この電気信号は上記増幅器７ａ、７ｂにより所定のレベ
ルに増幅された後、上記ノック検出ユニット６のＡ／Ｄ
変換器１３でデジタルデータにＡ／Ｄ変換される。この
Ａ／Ｄ変換に際しては、振動波形を忠実に変換するため
高速にサンプリングが行われる。

また、上記ＲＯＭ１０にはノック検出処理プログラム、
ノックセンサの故障検出プログラム、及び、ノック検出
テーブルＴ　Ｂ　ＫＮの初期設定データが記憶されてお
り、上記ノック検、出テーブルＴＢにＮは、システムの
初期化に際して上記ＲＯＭ１０から上記ＲＡＭＩＩに転
送され、以後、上記ＲＡＭ１１上のノック検出チルプル
Ｔ　Ｂ　ＫＮが適宜参照され、また、条件に応じて書換
えられて使用される。

上記ＣＰＬＪ９は、上記クランク角センサ３からの信号
により上記タイマ■旧、ＴＨ２，ＴＨ３，ＴＨ４による
内部割込み処理を起動し、上記ＲＯＭｌ０に格納された
ノック検出処理のプログラムを実行する。

すなわち、上記ＲＡＭＩＩに構成されたノック検出テー
ブルＴ　Ｂ　ＫＮを参照して上記ノックセンサ８ａ、　
８ｂから該当気筒に°対応するノックセンサを選択し、
上記Ａ／Ｄ変換器１３にチャンネルセレクト信号を出力
すると共に、Ａ／Ｄ変換開始信号を出力する。そして、
ノック非検出区間及びノック検出区間で上記ノックセン
サ８ａ、８ｂからの信号を上記Ａ／Ｄ変換器１３で高速
にＡ／Ｄ変換し、ノック゛非検出区間でノック判定レベ
ルを算出すると共に、ノック検出区間でノックレベルを
算出する。そして、上記ノック判定レベルと上記ノック
レベルを比較することによってノック発生の有無を判定
し、判定結果を上記メインル制御ユニット１に上記５Ｃ
１１２などを介して送信する。

上記メイン制御ユニット１では、上記ノック検出ユニッ
ト６からノッキング発生と送信された場合、直ちに該当
気筒の点火時期を遅らせノッキングを回避する。

さらに、上記ＣＰＵ９は、ノック非検出区間において上
記Ａ／Ｄ変換器１３にてＡ／Ｄ変換されたノックセンサ
８ａ、８ｂのデジタルデータの平均値を互いに比較し、
ノックセンサの異常を判定する。そして、上記ノックセ
ンサ８ａあるいは８ｂに異常有りと判定した場合、上記
メイン制御ユニット１に上記５Ｃ１１２などを介してノ
ックセンサ故障を送信する。

（機能構成）上記ノック検出ユニット６は、Ａ／Ｄ変換手段２０、ノ
ックセンサ選択手段２１、ノック検出テーブル７８　Ｋ
Ｎ、気筒判別手段２２、サンプリング周期設定手段２３
、検出区間設定手段２４、ノックレベル算出手段２５、
ノック判定レベル算出手段２６、ノック判定手段２７、
故障判定手段２８、記憶手段２９から構成され、ノック
検出処理専用の機能を高速に実行する。

Ａ／Ｄ変換手段２０では、検出区間設定手段２４によっ
て設定された区間において、サンプリング周期設定手段
２３によって設定されたサンプリング周期で、ノックセ
ンサ選択手段２１により選択されたノックセンサ３ａ、
　８ｂに対するＡ／Ｄ変換器１３の所定のチャンネルか
ら信号を取り込み、デジタルデータに変換する。そして
、ノックレベル算出手段２５及びノック判定レベル算出
手段２６へ出力する。

ノックセンサ選択手段２１では、気筒判別手段２２にて
気筒判別された燃焼行程の気筒に対し、ノックセンサ検
出テーブルＴ　Ｂ　ＫＮを参照してその気筒に対応する
ノックセンサをノックセンサ３ａ。

８ｂから特定する。

すなわち、第３図に示すように、例えば６気筒エンジン
の場合、ノック検出テーブルＴ　Ｂ　ＫＨには、テーブ
ルの先頭アドレスＡＤ２から最終アドレスＡＤ７まで順
に気筒＃１〜＃６に対応して使用されるノックセンサ８
ａ、８−ｂの対応関係が記憶されており、気筒判別手段
２２にて判別された気筒に対応したアドレスの内容を読
出すことにより、その気筒のノック検出に使用するセン
サを上記ノックセンサ８ａ、８ｂから選択する。このノ
ック検出テーブルＴ　Ｂ　ＫＮは、運転条件に応じて書
換えられ、各気筒に対して最適なノックセンサの対応関
係が設定される。

気筒判別手段２２では、クランク角センサ３および力、
ム角センサ４ａ、４ｂからの出力信号により、例えば各
気筒の圧縮上死点毎に出力される気筒判別信号に基づき
、燃焼行程となる気筒を判別してノックセンサ選択手段
２１、故障判定手段２８に出力する。

サンプリング周期設定手段２３では、検出区間設定手段
２４によって設定された区間において、上記Ａ／Ｄ変換
手段２０におけるＡ／Ｄ変換のサンプリング周期を設定
し、上記△／Ｄ変換手段２０、ノックレベル算出手段２
５、ノック判定レイル算出手段２６へ出力する。このサ
ンプリング周期は、上記ノックセンサ３ａ、３ｂからの
振動波形を忠実に再現できる時間周期ＴｓでタイマＴＨ
４にセットされる。

検出区間設定手段２４では、クランク角センサ３からの
信号に基づき、ノッキング発生対象外期間とノッキング
発生対象期間とでそれぞれノック非検出区間とノック検
出区間とを設定し、上記Ａ／Ｄ変換手段２０、サンプリ
ング周期設定手段２３、ノックレベル算出手段２５、及
び、ノック判定レベル算出手段２６に出力する。

上記ノック非検出区間及びノック検出区間は、上記クラ
ンク角センサ３からの信号に対して、例えば予め設定さ
れたマツプなどからエンジン回転数Ｎに応じ、直接、あ
るいは補間計算により設定され、タイマ■旧、　ＴＨ２
にそれぞれＡ／Ｄ変換のサンプリング開始時刻がセット
され、タイマＴＨ３にサンプリング終了時刻がセットさ
れるノックレベル算出手段２５では、上記検出区間設定手段
２４で紐定されたノック検出区間において、上記Ａ／Ｄ
変換手段２０で変換された各サンプリング周期ＴＳ毎の
デジタルデータＰｉから振動波形の振幅中心値ＰＯを減
算し、各サンプリング周期ＴＳ毎にその値を加棹する。

そして、上記ノック検出区間におけるＡ／Ｄ変換終了後
、サンプリング数Ｓで割り区間平均値Ｐ２を算出する。

すなわち、Ｐ２＝−Σ１Ｐｉ−ＰＯＩ・・・（１）により、ノック
検出区間の区間平均値Ｐ２を算出し、これをノックレベ
ルとする。

ノック判定レベル算出手段２６では、上記検出区間設定
手段２４で設定されたノック非検出区間において、上記
ノックレベル算出手段２５と同様にして区間平均値Ｐ１
を算出する。

Ｐ１＝−ΣＩＰｉ−Ｐｏｔ・・・（２）上記区間平均値
Ｐ１を故障判定手段２８に出力すると、次に、前回まで
の連続した（Ｎ−１）サイクルにわたるノック非検出区
間の平均値Ｐ１ＡＶビを積算し、この積算値に今回の区
間平均値　、Ｐｌを加算してサイクル数Ｎで割り、今回
までのＮサイクルの平均値ｐ　ＩＡＶ［を算出する。

ＰＩＡＶＥ＝−（（Ｎ　−１）　ｘ　ＰＩＡｖＥ′＋　
Ｐｌ）−（３）そして、上記（３）式の平均値Ｐ　ＩＡ
ＶＥに所定のオフセット値ｐ　０ＦＦＳＥＴを加えて今
回のノック判定レベルｐＫＮを算出する。

Ｐ　Ｋ１１＝：　Ｐ　ＩＡＶＥ＋　Ｐ　０ＦＦＳＥＴ・
（４）ノック判定手段２７では、上記ノックレベル算出
手段２５で算出したノックレベルＰ２と上記ノック判定
レベル算出手段２６で算出したノック判定レベルＰＫＮ
とを比較して、Ｐ２＜ＰＫＨの場合ノッキング発生無し
、Ｐ２≧ＰＫＨの場合ノッキング発生有りと判定し、５
Ｃ１１２を介してメイン制御ユニット１に送信する。

故障判定手段２８では、上記ノックセンナ選択手段２１
、上記気筒判別手段２２からの出力に基づいて、上記ノ
ック判定レベル算出手段２６からのノック非検出区間に
おけるデジタルデータの平均値Ｐ１（（２）式参照）を
、ノックセンサＢａ。

８ｂのいずれか識別し、記憶手段２９に格納する。

そして、上記ノックセンサ８ａ、８ｂに対するそれぞれ
のデジタルデータの平均値を互いに比較し、ノックセン
サ８ａ、　８ｂの異常を判定し、異常と判定された場合
、上記メイン制御ユニット１にノックセンサ故障を送信
する。

すなわち、ノック非検出区間におけるノックセンサ８ａ
のデジタルデータの平均値Ｐ１をｐ　Ｉａ。

ノックセンサ８ｂのデジタルデータの平均値Ｐ１をＰｌ
ｂとすると、個々の気筒において、ｐ　１ａ＝　ＫｘＰ
ｌｂ（Ｋは気筒毎の定数）が成り立つ。従って、これら
の平均値ｐ１ａ、　ｐｌｂの比Ｋを算出し、予め設定し
た許容範囲Δに内にあるか否かを判定することにより、
ノックセンサ８ａ、　８ｂの故障が判定できる。

上述したノック非検出区間及びノック検出区間における
処理は、タイマＴＨＩ　、　ＴＨ２，ＴＨ３，ＴＨ４に
よる多重割込みとして実行され、次に、上記構成による
処理手順を第４図〜第６図のフローチャートに従って説
明する。

最初に第４図（ａ）のメインルーチンのステップＳ５１
にて初期化が行われ、ノック検出ユニット６の割込みベ
クタ、各種フラグ類、レジスタなどがイニシャライズさ
れると共に、ＲＯＭｌ０に格納されたノック検出テーブ
ルＴ　Ｂ　ＫＮの初期データがＲＡＭ１１に転送され、
ＲＡＭ１１にノック検出テーブルＴ　Ｂ　ＫＮが構成さ
れる。

次いで、ステップＳ５２へ進むと、割込みが許可され、
ステップＳ５３へ進んでアイドルタスクへ移行し、ＣＰ
Ｕ９を待機状態にして割込みの発生を持つ。

次に、カム角センサ４ａ、４ｂから信号が入力されると
第４図（ｂ）に示す外部割込みが発生し、ステップ５１
０１で、上記カム角センサ４ａ、４ｂからの気筒判別信
号およびクランク角センサ３からのクランク角信号の組
合せに基づいて燃焼行程となる気筒が判別され、ステッ
プ５１０２へ進む。

ステップ５１０２では、上記ステップ５１０１で判別し
た気筒番号を上記ＲＡＭ１１のアドレスＡＤ１にスドア
し、メインルーチンへ復帰する。

そして、クランク角センサ３からの信号による外部割込
みが発生すると、第４図（Ｃ）に示すステップ５１５１
で、クランク角３０°ＣＡ相当の経過時間Ｔ３０を算出
する。この経過時間Ｔ３０は、例えば、ＢＴＤＣｌ　０
０”のクランク角信号を入力し、次のＢＴＤＣ７０”の
クランク角信号を入力するまでの時刻から計測できる。

次いで、ステップ５１５２へ進み、上記ステップ５１５
１で算出したＴ２Ｏの値からエンジン回転数Ｎを算出し
、ステップ５１５３へ進む。

ステップ５１５３では、上記ステップ５１５２で算出し
たエンジン回転数Ｎに基づいてノック非検出区間の開始
時刻、すなわち、ノックセンサ８ａ、８ｂからの信号の
サンプリング開始時刻ＴＩＳをタイマ■旧にセットし、
ステップ５１５４へ進む。

ステップ５１５４では、上記タイマ■旧の割込みを許可
し、ステップ５１５５へ進んで上記エンジン回転数Ｎに
基づきノック非検出区間の時間幅ＴＡＤ１を計算し、ノ
ック非検出区間の初期設定を終了する。

次に、時刻ＴＩＳに達し、第５図（ａ）に示すタイマＴ
Ｈ１による内部割込みが発生すると、ステップ５２０１
で、上記サンプリング区間（ノック非検出区間）終了時
刻ＴＩＥ（＝ＴＩＳ＋ＴＡＤ１）をタイマＴＨ３にセッ
トし、次いでステップ５２０２で上記タイマＴＨ３の割
込みを許可する。

次にステップ５２０３へ進み、タイマ■旧にＡ／Ｄ変換
のサンプリング周期ＴＳをセットし、ステップ５２０４
で上記タイマＴＨ４の割込みを許可してＡ／Ｄ変換器１
３によるＡ／Ｄ変換を直らに開始し、ＴＨ１割込みルー
チンから復帰する。

すなわち、上記ステップ５２０４でタイマＴＨ４の割込
みが許可されると、第５図（ｂ）に示すにタイマＴＨ４
による内部割込みルーチンが起動され、上記ステップ５
２０３でセットされたサンプリング周期ＴＳ毎に、上記
Ａ／Ｄ変換器１３でＡ／Ｄ変換が実行される。

まずステップ５２５１で、ＲＡＭ１１のアドレスＡＤ１
からの内容、すなわち燃焼行程となる気筒番号が読出さ
れると、ステップ５２５２へ進み、上記燃焼行程となる
気筒に対応する上記ノック検出テーブルＴ　３　ＫＮの
該当アドレスＡＤを算出する。

次いで、ステップ５２５３へ進み、上記ノック検出テー
ブルＴ　Ｂ　ＫＮから該当アドレスＡＤのデータを読出
し、ノックセンサ８ａ、８ｂから対応するセンサを選択
してステップ５２５４へ進む。

ステップ５２５４では、上記ステップ８２５３で選択さ
れたノックセンサ、例えば、ノックセンサ８ａに対応し
たチャンネルセレクト信号をＡ／Ｄ変換器１３に出力し
、ステップ５２５５へ進む。

そして、ステップ２５５で上記Ａ／Ｄ変換器１３によっ
て変換されたノックセンサ８ａからの撮動波形のデジタ
ルデータを読取り、ステップ８２５６へ進んで、上記ス
テップ５２５５で読取った振動波形のデジタルデータＰ
ｉと振動波形の振幅中心値ＰＯとの差、すなわちノック
強度（ｌ　ｒ’ｉ　−ＰＯｌ　）を算出する。

次いで、ステップ５２５７で前回のサンプリングまでの
ノック強度積算値ＫＮＰに上記ステップ８２５６で算出
した今回のノック強度を加算し今回のサンプリングまで
のノック強度積算値ＫＮＰを算出しくＫＮＰ＝ＫＮＰ＋
　ｌ　Ｐｉ　−ＰＯｌ　）　、ステップ８２５８へ進む
。

ステップ５２５８へ進むと、前回までのサンプリング数
Ｓに１を加算して今回までのサンプリング数Ｓ　（Ｓ−
８＋１　）を算出し、ステップ５２５９で次のサンプリ
ングタイミングを上記Ａ／Ｄ変換器１３にセットして上
記ステップ５２５５へ戻り、次のサンプリングタイミン
グでステップ８２５５〜５２５９を繰り返す。

次に、上記タイマＴＨＩによる割込み処理のス、テップ
５２０１でセットされたノック非検出区間終了時刻ＴＩ
Ｅに達すると、第５図（ｄ）に示すタイマＴＨ３による
内部割込みが発生する。

上記タイマＴＨ３による割込みでは、ステップ５４０１
で上記タイマＴＨ４の割込みを禁止して上記ノックセン
サ８ａからの出力信号のサンプリングを停止し、ステッ
プ５４０２でノック検出区間フラグＦＬＡＧＫＮがＦＬ
ＡＧＫＮ＝０か否かを判定する。ノック判定レベル搾出
の際にはＦＬＡＧＫＮ＝０にセツトされているので、ス
テップ５４０３へ進んでノック非検出区間における上記
ノック強度積算値ＫＮＰに対し、その区間平均値Ｐ１　
　（＝ＫＮＰ／Ｓ）を算出してステップ５４０４へ進む
。

ステップ５４０４では、前回までの連続した（Ｎ−１）
サイクルにおける各区間の平均値ｐ　ＩＡＶＥ−をｇ＋
算し、その積尊値に今回の平均値Ｐ１を加算して、今回
までのＮサイクルの平均値ｐ　ＩＡＶＥを算出する。す
なわち（３）式で示したように、ＰＩＡＶＥ＝−（（Ｎ
−１）　ｘＰＩＡｖＥ−＋Ｐ１）−（３）そしてステッ
プ５４０５へ進み、上記平均値ｐ　ＩＡＶＥにオフセッ
ト値ｐ　０ＦＦＳＥＴを加算し、ノック判定レベ／ｌ／
　Ｐ　ＫＮ　（＝　Ｐ　ＩＡＶＥ＋　Ｐ　０ＦＦＳＥＴ
）　ヲ算出スル。

次に、ステップ８４０６へ進むと、上記ステップ５４０
３で算出したノックセンサ８ａの平均値Ｐ１ａと、前回
のルーチンでＲＡＭ１１の所定アドレスに格納されたノ
ックセンサ８ｂの平均ＩＰ１ｂとの比Ｋを算出する。

ステップ５４０７では、上記ステップ８４０６で算出し
たノック非検出区間におけるノックセンサ８ａ。

８ｂのデジタルデータ平均値Ｐ　１ａ、　Ｐ　１ｂの比
にと、予め設定されＲＯＭｌ０の所定アドレスに記憶さ
れている許容範囲ＫＯとを比較し、Ｋ≦ＫＯの場合、正
常と判定してステップ５４０９へ進み、Ｋ＞ＫＯの場合
、ステップ８４０８へ進んで、ノックセンサ異常と判定
し、ノックセンサ故障のフラグを１にセットしてメイン
制御ユニット１へ５Ｃ１１２を介して送信し、ステップ
５４０９へ進む。

ステップ５４０９でノック検出区間フラグをＦＬＡＧＫ
Ｎ＝１にセットし、ステップ５４１５で、上記ノック強
度積算値ＫＮＰ及びサンプリング数Ｓの値をクリアして
ノック非検出区間における内部割込み処理を終了する。

（ノック検出手順）次に、再び上記クランク角センサ３から信号が入力され
ると、第５図（Ｃ）に示す外部割込みが発生し、ノック
検出の処理が起動される。

このノック検出処理は、例えば、クランク角はンサ３か
らの固定点火時期を示すＢＴＤＣＩ　Ｏ。

の割込み信号によって起動され、ステップ５３５１で、
エンジン回転数Ｎに基づき、例えばノックセンサ８ａか
らの信号のサンプリング開始時刻、すなわら、ノック検
出開始時刻Ｔ２ＳをタイマＴＨ２にセットしてステップ
５３５２へ進む。

ステップ５３５２では、上記タイマ丁Ｈ２の割込みを許
可し、ステップ５３５３へ進んで上記エンジン回転数に
基づきノック検出区間の時間幅ＴＡＤ２を計算し、メイ
ンルーチンへ復帰する。

そして、時刻Ｔ２Ｓに達すると、上述のノック非検出区
間における手順同様、タイマＴＨ２による内部割込みが
発生し、ノック検出のサンプリング区間終了時刻Ｔ２Ｅ
　　（＝Ｔ２Ｓ　＋ＴＡＤ２）及びサンプリング周期Ｔ
Ｓ２が、それぞれタイマＴＨ３、タイマＴＨ４にセット
され、上記タイマＴＨ４によるノックセンサ８ａからの
振動波形のＡ／Ｄ変換値のサンプリング処理が実行され
る。

ここで、上記サンプリング周期ＴＳ２は、例えば３０Ｉ
ｊｓ程度に設定され、上記ノックセンサ８からの振動波
形を忠実にデジタル化できるよう設定されている。

尚、上記サンプリング周期ＴＳ２に対し、ノック判定レ
ベル検出区間におけるサンプリング周期ＴＳ１は適宜設
定され、上記サンプリング周期ＴＳ１とサンプリング周
期ＴＳ２とは同一周期でも良い。また、上記タイマＴＨ
２、ＴＨ４による割込み処理は上述のノック非検出区間
における手順（丁旧割込み、Ｔ８４割込み）と同様のた
めその説明を省略する。

次に、第５図（ｄ）に示すタイマＴＨ３によるノック判
定処理について説明する。

ステップ５４０１で、タイマＴＨ４によるＡ／Ｄ変換値
のサンプリング処理の割込みを禁止すると、ステップ５
４０２へ進み、ノック検出区間フラグがＦＬＡＧＫＮ＝
Ｏにセットされているか否かが判定される。この場合、
前回のＴＨ３割込みルーチンはノック判定レベル算出で
あったため、前回ルーチンのステップ５４０９でノック
検出区間フラグがＦ　ＬＡＧＫＮ−１にセットされてい
るので、ステップ５４０２からステップ５４１０へ進み
、ノック検出区間におけるノック強度積算値ＫＮＰの平
均値Ｐ２　（＝ＫＮＰ／Ｓ）を算出し、ステップ５４１
１へ進む。

ステップ５４１１では、上記ステップ５４１０で算出さ
れた平均値Ｐ２と、上述のノック判定レベル検出区間（
ノック非検出区間）で算出されたノック判定レベルＰに
Ｎとを比較し、ｐ２＜ｐＫＮのときステップ５４１２へ
進んでノック発生無しと判定してステップ５４１４へ進
む。一方、Ｐ２≧ＰＫＨのときは、ステップ５４１３へ
進み、ノック発生有りと判定して上記メイン制御ユニッ
ト１に上記５Ｃ１１２を介してノック信号を送信し、ス
テップ５４１４へ進む。

そして、ステップ５４１４へ進むと、ノック検出区間フ
ラグをＦＬＡＧＫＮ＝Ｏにセットしてステップ５４１５
へ進み、ノック検出区間におけるノック強度積鋒値ＫＮ
Ｐ及びサンプリング数Ｓの値をクリアしてメインルーチ
ンへ復帰する。

以上の手順に従って、上記ノックセンサ８ａ。

８ｂから出力される振動波形が上記ノック検出ユニット
６に取込まれ、ノック発生の有無が判定される。そして
、例えばノック発生有りと判定され、上記メイン制御ユ
ニット１にノック信号が送信されると、ノッキング回避
のため上記メイン制御ユニット１から点火回路５へ出力
される点火信号が直ちに遅角化される。

尚、本実施例においては、ノック検出ユニット６により
ノック検出処理を行う例について説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、メイン制御ユニット１
にてノック検出処理を行っても良い。

また、ノックセンサ８ａ、８ｂ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、例えば、燃焼圧力、
振動音など振動波形として検出するものであれば良い。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、複数のノックセン
サをエンジンに配設したエンジンのノック検出装置にお
いて、ノック非検出区間における各ノックセンサのデジ
タルデータの平均値を互いに比較し、上記ノックセンサ
の異常を判定する故障判定手段を備えたため、特別なハ
ードウェアを追加することなく安価に、ノックセンサの
出力信号からノック検出とノックセンサ異常とを検出す
ることができるなど優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はノック検出装
置の機能ブロック図、第２図は回路構成図、第３図はノ
ック検出テーブルを示す説明図、第４図は初期設定プロ
グラムを示すフローチャート、第５図はノック非検出区
間およびノック検出区間における割込み処理のフローチ
ャート、第６図（ａ）は気筒信号とクランク角信号との
タイミングチャート、第６図（ｂ）はノック検出処理の
タイミングチャートである。８ａ、８ｂ・・・ノックセンサ、２０・・・アナログ／デジタル変換手段、２８・・・故
障判定手段、Ｐ　Ｉａ、　Ｐ　１ｂ・・・平均値。

Claims

【特許請求の範囲】　複数のノックセンサをエンジンに配設し、該当気筒の
ノッキングを検出するエンジンのノック検出装置におい
て、ノック非検出区間においてアナログ／デジタル変換され
た各ノックセンサのデジタルデータの平均値を互いに比
較し、上記ノックセンサの異常を判定する故障判定手段
を備えたことを特徴とするエンジンのノック検出装置。