JPH04370349A - 多気筒エンジンのノック検出方法 - 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】

【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、エンジンの混合気の異常
燃焼により発生するノックは、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することができる。

【０００３】このノックセンサからの信号処理に関して
は、本出願人は、先に提出した特開平２−２７２３２７
号公報及び特開平２−２７２３２８号公報において、ノ
ックセンサからの信号を燃焼サイクルの特定期間内で連
続して高速にアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換する、
いわゆるデジタルノック検出処理の技術を提案しており
、この技術により、アナログ波形処理の経年変化による
信頼性低下を伴うことなく、正確にノック発生の有無を
判定することができるようになった。

【０００４】一般に、このデジタルノック検出処理にお
いては、所定のサンプル区間でノックセンサからの信号
を高速にＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換データからノッ
クセンサ信号の振幅の区間内平均値を求める。この区間
内平均値は、ノイズの大きさやノックの有無により変化
し、サイクル間で変動するため、通常、加重平均してエ
ンジン回転数などの運転条件に応じた係数を乗じ、比較
基準レベルであるバックグランドレベルが安定した値と
なるようにしている。

【０００５】そして、上記バックグランドレベルを越え
る振幅のＡ／Ｄ変換データを抽出してバックグランドレ
ベルとの差を積分し、この積分値とノック判定レベルを
比較してノック発生の有無を判定するようにしており、
このノック判定レベルは、聴覚や筒内圧センサなどで確
認してノックの大きさが一定になるように設定している
。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多気筒
エンジンで複数のノックセンサを使用するシステムにお
いては、ノックセンサ検出出力中のノイズは、気筒やノ
ックセンサ毎に大きさが異なり、また、バックグランド
レベルは、エンジンが高回転、高負荷のとき大きくなり
、過渡運転時などバックグランドレベルの要求値が急変
する。

【０００７】このため、加重平均後のバックグランドレ
ベルが要求値に追いつかなくなるばかりでなく、１つの
気筒で発生したノックにより、他の気筒のバックグラン
ドレベル演算値が変化してしまう。さらに、加重平均を
エンジンサイクル毎に行なうと、低回転時の応答性が著
しく悪化し、逆に、ノックが起こった次のサイクルには
、振幅の区間内平均値が大きくなるため、バックグラン
ドレベル演算値が要求値よりも大きくなってしまう。

【０００８】従って、すべての気筒から得たノックセン
サの信号あるいはすべてのノックセンサの信号による１
つのバックグランドレベル、１つのノック判定レベルで
は、すべてのエンジンの運転状態、すべての気筒に対し
て、必ずしもノック発生の有無を的確に判定することが
できず、ノック誤検出やノック検出不良を生じるおそれ
があった。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
、すべてのエンジンの運転状態、すべての気筒に対して
ノック発生の有無を的確に判定することができ、ノック
誤検出やノック検出不良を防止してノック検出精度を向
上させることのでき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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明によるエンジ
ンのノック検出方法は、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
検出方法において、ノック発生の有無を判定するための
ノック判定レベルを、ノック検出位置毎に、エンジン運
転状態に応じて設定することを特徴とする。

【００１１】第２の発明によるエンジンのノック検出方
法は、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おいて
、上記ノックセンサの検出出力によるバックグランドレ
ベルを、ノック検出位置毎に、エンジン運転状態に応じ
て設定することを特徴とするエンジンのノック検出方法
。

【００１２】第３の発明によるエンジンのノック検出方
法は、第１の発明または第２の発明におけるノック検出
位置を、エンジンの各気筒あるいは気筒群とすることを
特徴とする。

【００１３】第４の発明によるエンジンのノック検出方
法は、第１の発明または第２の発明におけるノック検出
位置を、ノックセンサの取付位置とすることを特徴とす
る。

【００１４】第５の発明によるエンジンのノック検出方
法は、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おいて
、上記ノックセンサの検出出力によるバックグランドレ
ベルの統計処理における加重平均率を、エンジン運転状
態に応じて設定することを特徴とする。

【００１５】

【作用】第１の発明によるエンジンのノック検出方法で
は、ノック発生の有無を判定するためのノック判定レベ
ルを、ノック検出位置毎に、エンジン運転状態に応じて
設定し、ノック発生の有無を判定する。

【００１６】第２の発明によるエンジンのノック検出方
法では、ノックセンサの検出出力によるバックグランド
レベルを、ノック検出位置毎に、エンジン運転状態に応
じて設定する。

【００１７】第３の発明によるエンジンのノック検出方
法では、第１の発明のノック判定レベルまたは第２の発
明におけるバックグランドレベルを、エンジンの各気筒
毎あるいは気筒群毎にエンジン運転状態に応じて設定し
、ノック発生の有無を判定する。

【００１８】第４の発明によるエンジンのノック検出方
法では、第１の発明のノック判定レベルまたは第２の発
明におけるバックグランドレベルを、ノックセンサの取
付位置毎にエンジン運転状態に応じて設定し、ノック発
生の有無を判定する。

【００１９】第５の発明によるエンジンのノック検出方
法では、ノックセンサの検出出力によるバックグランド
レベルを、エンジン運転状態に応じて設定した加重平均
率により統計処理する。

【００２０】

【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〜図３はノ
ック判定レベル、バックグランドレベル加重平均率、及
び、バックグランド係数の設定ルーチンのフローチャー
ト、図４はエンジン制御系の概略図、図５はクランクロ
ータとクランク角センサの正面図、図６は図５の側面図
、図７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８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９はカムロータとカム角セン
サの正面図、図１０は制御装置の回路構成図、図１１は
サンプル開始設定ルーチンのフローチャート、図１２及
び図１３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、図１４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１５はノッ
ク検出の時系列を示す説明図、図１６はノック信号の処
理を示す説明図である。

【００２１】［エンジン制御系の構成］図４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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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
２５ｂ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。

【００３０】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６参照）。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。

【００３１】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。

【００３２】図６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。

【００３３】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Ｌ
１　（　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。

【００３４】さらに、図５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。

【００３５】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、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。

【００３６】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７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８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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】図１５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。

【００４２】一方、図９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。

【００４３】尚、上記第１，第２のクランクロータ２９
，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。

【００４４】［制御装置の回路構成］一方、図１０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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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３１，３２
、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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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（メインコンピュータ４１から読込んだ
データ）とに基づいて各ノックセンサ２２ａ，２２ｂ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。

【００５５】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。

【００５６】［動　　作］まず、サブコンピュータ４２
におけるノック判定処理について説明する。サブコンピ
ュータ４２では、ノック発生の有無の判定に先立ち、図
１〜図３に示すルーチンが実行される。このルーチンは
、ノック判定レベル、バックグランドレベル加重平均率
、及び、バックグランド係数を設定するルーチンであり
、所定時間あるいは所定周期毎に実行される。

【００５７】ステップＳ１０１で第１のクランク角セン
サ３１からのクランクパルス入力間隔時間Ｔ０　をタイ
マ５９により計測し、この入力間隔時間Ｔ０　から求ま
る周期によりエンジン回転数ＮＥを算出する。

【００５８】次いで、ステップＳ１０２へ進み、上記ス
テップＳ１０１で算出したエンジン回転数ＮＥに基づき
、右バンクノックセンサ用ノック判定レベル基本データ
テーブルを参照して右バンクノックセンサ用ノック判定
レベル基本データＫＮＬＶＬＢ１を設定すると、ステッ
プＳ１０３で、エンジン回転数ＮＥに基づき、左バンク
ノックセンサ用ノック判定レベル基本データテーブルを
参照して左バンクノックセンサ用ノック判定レベル基本
データＫＮＬＶＬＢ２を設定する。

【００５９】上記右バンクノックセンサ用ノック判定レ
ベル基本データＫＮＬＶＬＢ１及び左バンクノックセン
サ用ノック判定レベル基本データＫＮＬＶＬＢ２は、予
めノックセンサ２２ａ，２２ｂの特性及び取付位置を考
慮し、ステップＳ１０２，Ｓ１０３に図示されるように
、それぞれ、エンジン回転数ＮＥをパラメータとして実
験などにより求められてＲＯＭ５７のテーブルにストア
されており、エンジン低回転時はノック以外の振動が大
きいため、大きい値とされ、ノックの誤判定を回避する
ようになっている。

【００６０】尚、エンジン低回転時を除く他の領域では
、エンジン特性によって基本データの傾向が異なり、一
概にはいえない。

【００６１】その後、ステップＳ１０４へ進むと、ＳＣ
Ｉ６０，５２を介したシリアル回線によりメインコンピ
ュータ４１にエンジン負荷としての基本燃料噴射量Ｔｐ
のデータを要求し、ステップＳ１０５で基本燃料噴射量
Ｔｐのデータを受信し、ステップＳ１０６で、基本燃料
噴射量Ｔｐに基づいてテーブルを参照し、上記基本デー
タを補正するための補正係数ＫＴＰを設定する。

【００６２】尚、上記補正係数ＫＴＰは、基本燃料噴射
量Ｔｐ（エンジン負荷）に応じて上記各ノック判定レベ
ル基本データＫＮＬＶＬＢ１，ＫＮＬＶＬＢ２を補正す
るためのものであり、予め基本燃料噴射量Ｔｐをパラメ
ータとして実験などにより最適値を求め、ＲＯＭ５７に
テーブルとしてストアされており、例えば、基本燃料噴
射量Ｔｐに応じ０．５〜２．０に設定されている。

【００６３】そして、ステップＳ１０７へ進み、上記右
バンクノックセンサ用ノック判定レベル基本データＫＮ
ＬＶＬＢ１に上記補正係数ＫＴＰを乗算し、右バンク用
ノック判定レベルＫＮＬＶＬ１を設定して（ＫＮＬＶＬ
１←ＫＮＬＶＬＢ１×ＫＴＰ）ＲＡＭ５８の所定アドレ
スにストアすると、ステップＳ１０８で、上記左バンク
ノックセンサ用ノック判定レベル基本データＫＮＬＶＬ
Ｂ２に上記補正係数ＫＴＰを乗算し、左バンク用ノック
判定レベルＫＮＬＶＬ２を設定して（ＫＮＬＶＬ２←Ｋ
ＮＬＶＬＢ２×ＫＴＰ）ＲＡＭ５８の所定アドレスにス
トアする。

【００６４】次いで、ステップＳ１０９へ進み、エンジ
ン回転数ＮＥに加重平均回転数比例係数Ｋ０（一定値；
例えば、Ｋ０＝１／６．２５）を乗算して変数Ａとして
ストアすると、ステップＳ１１０で、シリアル回線を通
して加速判定結果データをメインコンピュータ４１に要
求し、ステップＳ１１１で、加速判定結果データを受信
する。

【００６５】そして、ステップＳ１１２で、加速中か否
かを判別し、加速中でないと判別した場合には、ステッ
プＳ１１４へジャンプし、加速中と判別した場合には、
ステップＳ１１３へ進んで変数Ａを加重平均率加速時係
数Ｋ１（一定値；但し、Ｋ１＜１．０）を乗算した値に
更新し（Ａ←Ｋ１×Ａ）、ステップＳ１１４で、ノック
判定フラグＦＬＡＧＫＮが”１”にセットされているか
否かを判別する。

【００６６】このノック判定フラグＦＬＡＧＫＮは、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
ンにてセット、クリアされるものであり、ＦＬＡＧＫＮ
＝１のときノック発生有り、ＦＬＡＧＫＮ＝０のときノ
ック発生無しを示し、その値がノック判定データとして
Ｉ／Ｏインターフェース６１の出力ポートに出力される
。

【００６７】上記ステップＳ１１４でＦＬＡＧＫＮ≠１
の場合には、ノック発生無しのため、ステップＳ１１６
へジャンプし、ＦＬＡＧＫＮ＝１の場合には、ノック発
生有りのため、変数Ａに加重平均率ノック発生時係数Ｋ
２（一定値；但し、Ｋ２＞１．０）を乗算して値を更新
し（Ａ←Ｋ２×Ａ）、ステップＳ１１６で変数Ａをバッ
クグランドレベル加重平均率（加重平均の重み）Ｘとす
る（Ｘ←Ａ）。

【００６８】すなわち、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るため
、低回転時、加速時のバックグランドレベルの応答性悪
化を防止することができ、また、ノック発生時のバック
グランドレベルの安定性を向上することができるのであ
る。

【００６９】次に、ステップＳ１１７へ進むと、エンジ
ン回転数ＮＥに基づき、右バンクノックセンサバックグ
ランド係数テーブルを参照し、右バンクノックセンサ２
２ａに対する右バンクノックセンサバックグランド係数
ＫＢＧ１を設定し、また、ステップＳ１１８で、エンジ
ン回転数ＮＥに基づき、左バンクノックセンサバックグ
ランド係数テーブルを参照し、左バンクノックセンサ２
２ｂに対する左バンクノックセンサバックグランド係数
ＫＢＧ２を設定してルーチンを抜ける。

【００７０】上記右バンクノックセンサバックグランド
係数ＫＢＧ１及び左バンクノックセンサバックグランド
係数ＫＢＧ２は、それぞれ、ステップＳ１１７，Ｓ１１
８に図示されるように、エンジン形式毎に異なる適正値
が予め実験などにより求められ、ＲＯＭ５７のテーブル
にストアされている。尚、これらのバックグランド係数
ＫＢＧ１，ＫＢＧ２は、後述するバックグランドレベル
設定の際に用いられる。

【００７１】一方、基準クランクパルスが入力される度
に、図１１に示すサンプル開始設定ルーチンが割込みス
タートし、右バンクノックセンサ２２ａあるいは左バン
クノックセンサ２２ｂからの信号のサンプル開始タイミ
ングが設定される。

【００７２】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、割込み処理が起動される
と、ステップＳ２０１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２２
ｂを選択する。

【００７３】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（図１５参照）
。

【００７４】次いで、ステップＳ２０２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θＳＴ
Ａ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（ＴＳＴＡ　←Ｔ０　×θＳＴＡ　／θ）。

【００７５】上記サンプル開始角θＳＴＡ　は、予めＲ
ＯＭ５７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。

【００７６】その後、ステップＳ２０３へ進み、上記ス
テップＳ２０２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　にセットすると、ステッ
プＳ２０４で、このサンプル開始タイマＴＭ１　による
割込みを許可し、ルーチンを抜ける。

【００７７】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１２及び図１３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１５参照）。

【００７８】そして、ステップＳ３０１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Ｓ３０２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Ｓ３０３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。

【００７９】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Ｓ３０４でノック判定用データ
ＫＮＡＤ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Ｓ３０５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。

【００８０】そして、ステップＳ３０６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ＡＤＣＮＴ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Ｓ３０７で、カウント値Ｎをカウントアップし
（Ｎ←Ｎ＋１）、ステップＳ３０８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Ｂ
ＧＬｉに対して所定量を越えているか否かを判別する。

【００８１】上記ステップＳ３０８で、｜ＫＮＡＤ−Ａ
ＤＣＮＴ｜＜ＢＧＬｉの場合には、上記ステップＳ３０
８からステップＳ３１１へジャンプし、｜ＫＮＡＤ−Ａ
ＤＣＮＴ｜≧ＢＧＬｉの場合には、上記ステップＳ３０
８からステップＳ３０９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としてストアし（Ｋ←｜ＫＮＡＤ−ＡＤＣＮ
Ｔ｜−ＢＧＬｉ）、ステップＳ３１０で、この変数Ｋの
値をノック積分値Ｐ２に加算する（Ｐ２←Ｐ２＋Ｋ）。

【００８２】次いで、ステップＳ３１１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Ｓ３０４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Ｓ３１２へ進んで、積分値Ｐ２をノ
ック強度データＫＮＰとする（ＫＮＰ←Ｐ２）。

【００８３】次に、ステップＳ３１３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。 すなわち、図１６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
とによってノック発生の有無を判別するのである。

【００８４】その結果、上記ステップＳ３１３で、ＫＮ
Ｐ≧ＫＮＬＶＬｊの場合には、ノック発生と判別し、ス
テップＳ３１４へ進んで、ノック判定フラグＦＬＡＧＫ
Ｎをセットして（ＦＬＡＧＫＮ←１）ステップＳ３１６
へ進み、ＫＮＰ＜ＫＮＬＶＬｊの場合には、ノック発生
無しと判別して、ステップＳ３１５で、ノック判定フラ
グＦＬＡＧＫＮをクリアする（ＦＬＡＧＫＮ←０）。

【００８５】その後、ステップＳ３１６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Ｓ３１７で、このサンプル区間内での平
均値ＢＧＡＶＥを、前述のルーチンにて設定したバック
グランドレベル加重平均率Ｘにより加重平均し、ＲＡＭ
５８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ＢＧＡＶＥｉを更新する（ＢＧ
ＡＶＥｉ←（ＢＧＡＶＥ＋（Ｘ−１）×ＢＧＡＶＥｉ）
／Ｘ）。

【００８６】そして、上記ステップＳ３１７からステッ
プＳ３１８へ進み、上記加重平均後振幅期間内平均値Ｂ
ＧＡＶＥｉに該当バンクのバックグランド係数ＫＢＧｊ
（右バンクノックセンサバックグランド係数ＫＢＧ１、
あるいは、左バンクノックセンサバックグランド係数Ｋ
ＢＧ２）乗算して該当気筒のバックグランドレベルＢＧ
Ｌｉを設定し（ＢＧＬｉ←ＫＢＧｊ×ＢＧＡＶＥｉ）、
ＲＡＭ５８の所定アドレスにストアしてルーチンを抜け
る。

【００８７】このように、バックグランドレベルがバン
ク毎にエンジン運転状態に応じて設定され、ノック判定
レベルがノックセンサ毎にエンジン運転状態に応じて設
定されているため、ノックの発生した気筒に影響される
ことなく、すべてのエンジンの運転状態、すべての気筒
に対してノック発生の有無を的確に判定することができ
、ノック誤検出やノック検出不良を防止してノック検出
精度を向上させることができるのである。

【００８８】一方、メインコンピュータ４１においては
、図１４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。

【００８９】すなわち、図１４のステップＳ４０１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Ｓ４０２で、ノック発生有りか否か
を判別する。

【００９０】上記ステップＳ４０２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Ｓ４０２からステップＳ４
０３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Ｓ４０４で
、ノックデータＫＮＰを受信してルーチンを抜ける。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、す
べてのエンジンの運転状態、すべての気筒に対してノッ
ク発生の有無を的確に判定することができ、ノック誤検
出やノック検出不良を防止してノック検出精度を向上さ
せることができるなど優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ノック判定レベル、バックグランドレベル加重
平均率、及び、バックグランド係数の設定ルーチンのフ
ローチャート

【図２】ノック判定レベル、バックグランドレベル加重
平均率、及び、バックグランド係数の設定ルーチンのフ
ローチャート

【図３】ノック判定レベル、バックグランドレベル加重
平均率、及び、バックグランド係数の設定ルーチンのフ
ローチャート

【図４】エンジン制御系の概略図

【図５】クランクロータとクランク角センサの正面図

【
図６】図５の側面図

【図７】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８】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９】カムロータとカム角センサの正面図

【図１０】
制御装置の回路構成図

【図１１】サンプル開始設定ルーチンのフローチャート

【図１２】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

【図１３】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

【図１４】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１５】ノック検出の時系列を示す説明図

【図１６】
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 ＫＮＬＶＬ１　　右バンク用ノック判定レベルＫＮＬＶ
Ｌ２　　左バンク用ノック判定レベルＸ　　　　　　　
加重平均率

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　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
   法において、ノック発生の有無を判定するためのノック
   判定レベルを、ノック検出位置毎に、エンジン運転状態
   に応じて設定することを特徴とするエンジンのノック検
   出方法。
2. 【請求項２】　　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
   法において、上記ノックセンサの検出出力によるバック
   グランドレベルを、ノック検出位置毎に、エンジン運転
   状態に応じて設定することを特徴とするエンジンのノッ
   ク検出方法。
3. 【請求項３】　　上記ノック検出位置を、エンジンの各
   気筒あるいは気筒群とすることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のエンジンのノック検出方法。
4. 【請求項４】　　上記ノック検出位置を、ノックセンサ
   の取付位置とすることを特徴とする請求項１または２記
   載のエンジンのノック検出方法。
5. 【請求項５】　　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
   法において、上記ノックセンサの検出出力によるバック
   グランドレベルの統計処理における加重平均率を、エン
   ジン運転状態に応じて設定することを特徴とするエンジ
   ンのノック検出方法。