JPH05202796A

JPH05202796A - 多気筒エンジンのノック検出方法

Info

Publication number: JPH05202796A
Application number: JP1305592A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kurihara; 優栗原; Yoichi Saito; 陽一斉藤
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1993-08-10

Abstract

(57)【要約】【目的】多気筒エンジンの気筒毎に取り付けたノック
センサの出力に混入する隣接気筒の吸気バルブの着座振
動に伴なうノイズを排除し、正確なノック判定を行な
う。【構成】該当気筒に対するノック判定レベルＫＮLVLi
と第１のノック判定用出力側のノック強度データＫＮP1
i とを比較し(S223)、ＫＮP1i ＜ＫＮLVLiの場合、ノッ
ク発生無しと判別し、ＫＮP1i ≧ＫＮLVLiの場合、第１
のノック判定用出力側のノック強度データＫＮP1i と、
吸気バルブの着座振動を検出するための第２のノック判
定用出力側のノック強度データＫＮP2i とを比較する(S
225)。そして、ＫＮP1i ≦ＫＮP2i の場合には、ノック
判定不能とし、ＫＮP1i ＞ＫＮP2i の場合には、ノック
発生有りと判定する。これにより、吸気バルブの着座振
動によるノックの誤判定を未然に回避することができ、
正確なノック制御を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気筒毎にノック発生の
有無を検出する多気筒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、例えば
シリンダブロックなどに伝達する機械的振動として検出
し、点火時期を制御するノック制御の技術が採用されて
おり、例えば、特開昭６１−１６４０７６号公報には、
ノッキング検出手段によるノッキング信号から得られる
検出ノッキングレベルとノッキング限界近傍の目標ノッ
キングレベルとの偏差がなくなるように、フィードバッ
ク制御手段により基本点火時期を進角あるいは遅角する
技術が開示されている。

【０００３】このエンジンのノック発生は、シリンダブ
ロックに磁歪式あるいは圧電式のノックセンサを取り付
けることにより、シリンダブロックの機械的振動として
検出することができるが、最近では、例えば圧電素子を
点火プラグの座金部に組み込むことにより、燃焼圧力が
点火プラグを押し上げる力を検知してノック発生を検出
する、いわゆるプラグワッシャタイプのノックセンサが
利用されるようになった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、多気筒エンジンでは、ある気筒が圧縮行程にあると
き隣接する気筒が吸入行程にあり、吸気バルブは、吸気
行程始めの上死点前より吸気バルブが開き始め、吸気行
程終わりの下死点を過ぎてから閉じるタイミングを有す
るものが多い。

【０００５】従って、１つの気筒に着目すると、この着
目気筒の燃焼行程初期に隣接気筒の吸気バルブが閉弁す
るため、上述したプラグワッシャタイプのノックセンサ
を気筒毎に取り付けて気筒別のノック制御を行なう場
合、隣接気筒の吸気バルブの着座振動がノックセンサ出
力に混入してしまう。

【０００６】特に、最近では動弁系にハイドロリックラ
ッシュアジャスタ（ＨＬＡ）を設けてバルブ打音の発生
を防止するものが多く、このＨＬＡに空気が混入する
と、その空気混入度合いによって上記吸気バルブの着座
振動の大きさが変化する。

【０００７】このため、予め吸気バルブの着座振動によ
るノックセンサ出力のノイズを特定することができず、
吸気バルブの着座振動が原因となってノック判定に誤判
定を生じ、正確なノック制御が困難となる。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、気筒毎に取り付けたノックセンサの出力に混入する
隣接気筒の吸気バルブの着座振動に伴なうノイズを排除
し、正確なノック判定を行なうことのできる多気筒エン
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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による多気筒エン
ジンのノック検出方法は、多気筒エンジンの気筒毎に取
り付けたノックセンサからの出力に基づいて、気筒毎に
ノック発生の有無を検出するエンジンのノック検出方法
において、互いに隣接し、一方の気筒が燃焼行程中に他
方の気筒の吸気バルブが閉となるタイミングを有する２
つの気筒に対し、この２つの気筒の各ノックセンサから
の出力を同じ区間でサンプリングして比較することによ
り、上記吸気バルブの着座振動に伴うノイズを排除して
気筒毎にノック発生の有無を検出することを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】本発明による多気筒エンジンのノック検出方法
では、互いに隣接し、一方の気筒が燃焼行程中に他方の
気筒の吸気バルブが閉となるタイミングを有する２つの
気筒の各ノックセンサからの出力を同じ区間でサンプリ
ングして比較し、上記吸気バルブの着座振動に伴うノイ
ズを排除して気筒毎にノック発生の有無を検出する。

【００１１】

【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
出及びバックグランドレベル設定手順を示すフローチャ
ートの１、図２はノック検出及びバックグランドレベル
設定手順を示すフローチャートの２、図３はノック検出
及びバックグランドレベル設定手順を示すフローチャー
トの３、図４はノック判定レベル設定サブルーチンを示
すフローチャート、図５はノックセンサ出力のサンプル
開始設定手順を示すフローチャート、図６はメインコン
ピュータにおけるノック判定結果の読込み手順を示すフ
ローチャート、図７は＃１気筒及び＃２気筒の点火時期
設定手順を示すフローチャート、図８は＃３気筒及び＃
４気筒の点火時期設定手順を示すフローチャート、図９
はエンジン制御系の概略図、図１０はクランクロータと
クランク角センサの正面図、図１１はカムロータとカム
角センサの正面図、図１２は制御装置の回路構成図、図
１３はノック信号の処理を示す説明図、図１４はノック
検出の時系列を示すタイムチャートである。

【００１２】［エンジン制御系の構成]図９において、
符号１はエンジン本体であり、図においては水平対向４
気筒型エンジンを示す。このエンジン本体１は、シリン
ダブロック１ａがクランクシャフト１ｂ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気筒
が配置され、左バンクに＃２，＃４気筒が配置されてい
る。

【００１３】上記各バンクの各シリンダヘッド２には、
それぞれ吸気ポート２ａが形成され、各吸気ポート２ａ
にインテークマニホルド３が連通されている。さらに、
このインテークマニホルド３にエアチャンバ４を介して
スロットルチャンバ５が連通され、このスロットルチャ
ンバ５上流側に吸気管６を介してエアクリーナ７が取付
けられている。

【００１４】また、上記吸気管６の上記エアクリーナ７
の直下流に吸入空気量センサ（図においては、ホットワ
イヤ式吸入空気量センサ）８が介装され、さらに、上記
スロットルチャンバ５に設けられたスロットルバルブ５
ａに、スロットル開度センサ９ａとスロットルバルブ全
閉を検出するアイドルスイッチ９ｂとが連設されてい
る。

【００１５】また、上記スロットルバルブ５ａの上流側
と下流側とを連通するバイパス通路１０に、アイドルス
ピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）１１が介装さ
れ、上記インテークマニホルド３の各気筒の各吸気ポー
ト２ａ直上流側に、インジェクタ１２が臨まされてい
る。さらに、先端を燃焼室に露呈する点火プラグ１３ａ
が、ワッシャ形状のノックセンサ２０ａ〜２０ｄ（以
下、＃１気筒のノックセンサを＃１ノックセンサ２０
ａ、＃２気筒のノックセンサを＃２ノックセンサ２０
ｂ、＃３気筒のノックセンサを＃３ノックセンサ２０
ｃ、＃４気筒のノックセンサを＃４ノックセンサ２０ｄ
とし、図においては、＃２ノックセンサ２０ｂを示す）
を介して上記シリンダヘッド２の各気筒毎に取付けら
れ、上記点火プラグ１３ａに連設される点火コイル１３
ｂにイグナイタ１４が接続されている。

【００１６】上記＃１〜＃４ノックセンサ２０ａ〜２０
ｄは、圧電素子などからなり、燃焼室内の燃焼圧力によ
って上記点火プラグ１３ａが押し上げられる力を検知し
て電気信号に変換するものであり、エンジンの爆発行程
における異常燃焼圧力波をノック信号として出力する。

【００１７】上記インジェクタ１２は、燃料供給路１５
を介して燃料タンク１６に連通されており、この燃料タ
ンク１６内にはインタンク式の燃料ポンプ１７が設けら
れている。この燃料ポンプ１７からの燃料は、上記燃料
供給路１５に介装された燃料フィルタ１８を経て上記イ
ンジェクタ１２、プレッシャレギュレータ１９に圧送さ
れ、このプレッシャレギュレータ１９から上記燃料タン
ク１６にリターンされて所定の圧力に調圧される。

【００１８】また、上記エンジン本体１のシリンダブロ
ック１ａ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、さらに、上記シリンダヘッド
２の排気ポート２ｂに連通するエグゾーストマニホルド
２２の集合部に、Ｏ2 センサ２３が臨まされている。
尚、符号２４は触媒コンバータである。

【００１９】また、上記シリンダブロック１ａに支承さ
れたクランクシャフト１ｂに、クランクロータ２５が軸
着され、このクランクロータ２５の外周に、所定のクラ
ンク角に対応する突起（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るクランク角センサ２６が
対設されている。

【００２０】上記クランクロータ２５は、図１０に示す
ように、その外周に突起２５ａ，２５ｂ，２５ｃが形成
され、これらの各突起２５ａ，２５ｂ，２５ｃが、各気
筒（＃１，＃２と＃３，＃４) の圧縮上死点前（ＢＴＤ
Ｃ）θ1,θ2,θ3 の位置（例えば、θ1 ＝９７°，θ2
＝６５°，θ3 ＝１０°）に形成されている。

【００２１】すなわち、突起２５ａ，２５ｂ間の通過時
間からエンジン回転数ＮE が算出され、突起２５ｂ、突
起２５ｃが、それぞれ、点火時期及び燃料噴射タイミン
グ設定の際の基準クランク角、固定点火時期を示す基準
クランク角となる。

【００２２】また、上記シリンダヘッド２のカムシャフ
ト１ｃによって駆動されるロッカーアーム１ｄにハイド
ロリックラッシュアジャスタ（ＨＬＡ）１ｅが取り付け
られて、吸気バルブ２ｃ及び排気バルブ２ｄとロッカー
アーム１ｄとのバルブクリアランスが常に０に保たれる
ようになっており、さらに、上記カムシャフト１ｃにカ
ムロータ２７が連設され、このカムロータ２７に電磁ピ
ックアップなどからなる気筒判別用のカム角センサ２８
が対設されている。

【００２３】上記カムロータ２７の外周には、図１１に
示すように、気筒判別用の突起２７ａ，２７ｂ，２７ｃ
が形成され、例えば、突起２７ａが＃３，＃４気筒の圧
縮上死点後（ＡＴＤＣ）θ4 の位置（例えばθ4 ＝２０
°）に形成され、突起２７ｂが３個の突起で構成されて
最初の突起が＃１気筒のＡＴＤＣθ5 の位置（例えばθ
5 ＝５°）に形成されている。さらに、突起２７ｃが２
個の突起で形成され、最初の突起が＃２気筒のＡＴＤＣ
θ6 の位置（例えばθ6 ＝２０°）に形成されている。

【００２４】尚、上記クランク角センサ２６、カム角セ
ンサ２８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。

【００２５】［制御装置の回路構成]一方、図１２にお
いて、符号４０は、マイクロコンピュータなどからなる
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４２との２つのコンピュータから構成されている。

【００２６】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１７が接続されて
いる。

【００２７】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。

【００２８】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８、スロットル開度セン
サ９ａ、冷却水温センサ２１、Ｏ2 センサ２３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９ｂ、クランク角センサ２６、カム角センサ２
８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。

【００２９】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１４が接続され、さら
に、駆動回路５５ｂを介して、ＩＳＣＶ１１、インジェ
クタ１２、燃料ポンプリレー４７のリレーコイルが接続
されている。

【００３０】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。

【００３１】上記Ｉ／Ｏインターフェース６１は、入力
ポートに、クランク角センサ２６、カム角センサ２８が
接続されており、出力ポートに、アナログスイッチなど
からなるセレクタ６３ａ，６３ｂの制御端子が接続され
ている。

【００３２】一方のセレクタ６３ａは、入力端子に＃１
ノックセンサ２０ａと＃２ノックセンサ２０ｂとが接続
され、出力端子がアンプ６４ａ、周波数フィルタ６５
ａ、Ａ／Ｄ変換器６６ａを介して上記Ｉ／Ｏインターフ
ェース６１の入力ポートに接続されており、制御端子に
入力される信号に応じて、＃１ノックセンサ２０ａ及び
＃２ノックセンサ２０ｂのうちの一方の信号を第１のノ
ック判定用出力として出力する。

【００３３】また、他方のセレクタ６３ｂは、入力端子
に＃３ノックセンサ２０ｃと＃４ノックセンサ２０ｄと
が接続され、出力端子がアンプ６４ｂ、周波数フィルタ
６５ｂ、Ａ／Ｄ変換器６６ｂを介して上記Ｉ／Ｏインタ
ーフェース６１の入力ポートに接続されており、制御端
子に入力される信号に応じて、＃３ノックセンサ２０ｃ
及び＃４ノックセンサ２０ｄのうちの一方の信号を第２
のノック判定用出力として出力する。

【００３４】この場合、上記セレクタ６３ａの第１のノ
ック判定用出力が＃１ノックセンサ２０ａからの信号で
あるときには、上記セレクタ６３ｂの第２のノック判定
用出力が＃３ノックセンサ２０ｃからの信号となり、上
記セレクタ６３ａの第１のノック判定用出力が＃２ノッ
クセンサ２０ｂからの信号であるときには、上記セレク
タ６３ｂの第２のノック判定用出力が＃４ノックセンサ
２０ｄからの信号となるよう、上記Ｉ／Ｏインターフェ
ース６１から各セレクタ６３ａ，６３ｂの各制御端子に
切換信号が出力される。

【００３５】尚、図１１においては、Ｉ／Ｏインターフ
ェース６１から各セレクタ６３ａ，６３ｂの各制御端子
に個々に２系統の切換信号が出力されるようになってい
るが、１系統の切換信号でセレクタ６３ａ，６３ｂに同
じ切換動作をさせ、第１，第２のノック判定用出力が、
上述の組み合わせとなるようにしても良い。

【００３６】上記各セレクタ６３ａ，６３ｂからの第
１，第２のノック判定用出力は、それぞれ、上記各アン
プ６４ａ，６４ｂで所定のレベルに増幅された後、上記
各周波数フィルタ６５ａ，６５ｂにより必要な周波数成
分が抽出され、上記各Ａ／Ｄ変換器６６ａ，６６ｂでア
ナログデータからデジタルデータに変換される。

【００３７】また、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。

【００３８】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２０ａ〜２
０ｄからの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２０ａ〜２０ｄからの信号を高速
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。

【００３９】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。

【００４０】［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５に示すサンプル開始設定ルーチンが割込みスタート
する。

【００４１】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、点火対象となる気筒＃ｉを
判別し、この判別した点火気筒の番号＃ｉをＲＡＭ５８
の所定アドレスにストアする。

【００４２】図１４のタイムチャートに示すように、例
えば、上記カム角センサ２８からθ5 （突起２７ｂ）の
カムパルスが出力された場合、次の圧縮上死点は＃３気
筒であり、この＃３気筒が点火対象気筒となり、また、
上記θ5 のカムパルスの後にθ4 （突起２７ａ）のカム
パルスが出力された場合、次の圧縮上死点は＃２気筒で
あり、この＃２気筒が点火対象気筒となることが判別で
きる。

【００４３】同様にθ6 （突起２７ｃ）のカムパルスが
出力された後の圧縮上死点は＃４気筒であり、この＃４
気筒が点火対象気筒となり、θ6 のカムパルスの後にθ
4 （突起２７ａ）のカムパルスが出力された場合、その
後の圧縮上死点は＃１気筒であり、この＃１気筒が点火
対象気筒となることが判別できる。

【００４４】すなわち、本実施例の４サイクル４気筒エ
ンジンでは、燃焼行程は＃１→＃３→＃２→＃４の気筒
順であり、点火が＃１→＃３→＃２→＃４の気筒順に行
われる。

【００４５】次いで、ステップS102へ進み、上記ステッ
プS101で判別した点火対象気筒＃ｉが＃１気筒あるいは
＃３気筒のときには、セレクタ６３ａ，６３ｂからの第
１，第２のノック判定用出力が、＃１ノックセンサ２０
ａの信号と＃３ノックセンサ２０ｃの信号となり、点火
対象気筒＃ｉが＃２気筒あるいは＃４気筒のときには、
＃２ノックセンサ２０ｂの信号と＃４ノックセンサ２０
ｄの信号となるよう、Ｉ／Ｏインターフェース６１の出
力ポートから切換信号をセレクタ６３ａ，６３ｂに出力
し、ノックセンサを選択する。

【００４６】その後、ステップS103で、クランクパルス
入力間隔時間（例えばクランク角センサ２６から出力さ
れるＢＴＤＣ９７°〜６５°のクランクパルスの入力間
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ＢＴＤＣ９７°〜６５
°間の角度３２°）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Ｔ
STA に変換する（ＴSTA ←Ｔ0 ×θSTA ／θ）。

【００４７】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。

【００４８】その後、ステップS104へ進み、上記ステッ
プS103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。

【００４９】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１〜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。

【００５０】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、第
１のノック判定用出力（＃１ノックセンサ２０ａあるい
は＃２ノックセンサ２０ｂからの信号）に対する後述す
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、第２のノック判定用出力
（＃３ノックセンサ２０ｃあるいは＃４ノックセンサ２
０ｄからの信号）に対する後述する振幅データ積分値Ｐ
3 及びノック積分値Ｐ4 の前回のルーチン実行時におけ
る値をクリアする（Ｐ3 ←０、Ｐ4 ←０）。

【００５１】次いで、ステップS203へ進み、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S204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
をタイマセットし、ステップS205へ進む。

【００５２】ステップS205では、第１のノック判定用出
力をＡ／Ｄ変換して全波整流したデータを読込み、この
Ａ／Ｄ変換データを第１のノック判定用データＫＮAD1
としてＲＡＭ５８にストアし、ステップS206で、第２の
ノック判定用出力をＡ／Ｄ変換して全波整流したデータ
を読込み、このＡ／Ｄ変換データを第２のノック判定用
データＫＮAD2 としてＲＡＭ５８にストアする。

【００５３】次いで、ステップS207,S208 で、それぞ
れ、第１，第２のノック判定用出力のＡ／Ｄ変換データ
を、第１，第２のバックグランドレベル設定用データＢ
ＧAD1，ＢＧAD2 としてＲＡＭ５８にストアする。

【００５４】そして、ステップS209で、第１のバックグ
ランドレベル設定用データＢＧAD1と、第１のノック判
定用出力側のノックセンサ（＃１ノックセンサ２０ａあ
るいは＃２ノックセンサ２０ｂ）の中心電圧ＡＤCNT1i
との差（絶対値）を振幅データ積分値Ｐ1 に加算し（Ｐ
1 ←Ｐ1 ＋｜ＢＧAD1 −ＡＤCNT1i ｜）、ステップS210
で、第２のバックグランドレベル設定用データＢＧAD2
と、第２のノック判定用出力側のノックセンサ（＃３ノ
ックセンサ２０ｃあるいは＃４ノックセンサ２０ｄ）の
中心電圧ＡＤCNT2i との差（絶対値）を振幅データ積分
値Ｐ3 に加算する（Ｐ3 ←Ｐ3 ＋｜ＢＧAD2 −ＡＤCNT2
i ｜）。

【００５５】その後、ステップS211へ進み、カウント値
Ｎをカウントアップすると（Ｎ←Ｎ＋１）、ステップS2
12で、第１のノック判定用データＫＮAD1 とノックセン
サ中心電圧ＡＤCNT1i との差（絶対値）を、第１のノッ
ク判定用出力側の該当気筒の前回までのバックグランド
レベルＢＧＬi と比較し、この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。

【００５６】上記ステップS212で、｜ＫＮAD1 −ＡＤCN
T1i ｜＜ＢＧＬi の場合には、上記ステップS212からス
テップS215へジャンプし、｜ＫＮAD1 −ＡＤCNT1i ｜≧
ＢＧＬi の場合には、上記ステップS212からステップS2
13へ進んで、第１のノック判定用データＫＮAD1 とノッ
クセンサ中心電圧ＡＤCNT1i 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Ｋ1 に
ストアし（Ｋ1 ←｜ＫＮAD1 −ＡＤCNT1i ｜−ＢＧＬi
）、ステップS214で、この変数Ｋ1 の値をノック積分
値Ｐ2 に加算する（Ｐ2 ←Ｐ2 ＋Ｋ1 ）。

【００５７】次に、ステップS215で、第２のノック判定
用データＫＮAD2 とノックセンサ中心電圧ＡＤCNT2i と
の差（絶対値）を、第２のノック判定用出力側の該当気
筒の前回までのバックグランドレベルＢＧＬi と比較
し、｜ＫＮAD2 −ＡＤCNT2i ｜＜ＢＧＬi の場合には、
上記ステップS215からステップS218へジャンプし、｜Ｋ
ＮAD2 −ＡＤCNT2i ｜≧ＢＧＬi の場合には、上記ステ
ップS215からステップS216へ進んで、第２のノック判定
用データＫＮAD2 とノックセンサ中心電圧ＡＤCNT2i 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Ｋ2 にストアし（Ｋ2 ←｜ＫＮAD2 −
ＡＤCNT2i ｜−ＢＧＬi ）、ステップS217で、この変数
Ｋ2 の値をノック積分値Ｐ4 に加算して（Ｐ4 ←Ｐ4 ＋
Ｋ2 ）、ステップS218へ進む。

【００５８】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｜ＫＮAD1 −ＡＤCNT1i ｜（｜ＫＮAD
2 −ＡＤCNT2i ｜）のうち、バックグランドレベルＢＧ
Ｌi を越えるデータを積分し、ノック積分値Ｐ2 （Ｐ4
）とするのである。

【００５９】ステップS218では、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S205へ戻って第１，第２のノック
判定用出力の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S219へ進んで、ノック積分値Ｐ
2 を第1 のノック判定用出力側の該当気筒に対するノッ
ク強度データＫＮP1i とする（ＫＮP1i ←Ｐ2 ）ととも
に、ステップS220で、ノック積分値Ｐ4 を第２のノック
判定用出力側の該当気筒に対するノック強度データＫＮ
P2i とする（ＫＮP2i ←Ｐ4 ）。

【００６０】次に、ステップS221へ進み、現在の点火気
筒の番号＃ｉをＲＡＭ５８から読出して点火気筒が＃１
気筒あるいは＃２気筒であるか否かを判別し、点火気筒
が＃１気筒あるいは＃２気筒であり、第１のノック判定
用出力が点火気筒＃ｉのノックセンサ信号であるときに
は、ステップS222以下へ進んでノック判定を行ない、点
火気筒が＃３気筒あるいは＃４気筒であり、第２のノッ
ク判定用出力が点火気筒＃ｉのノックセンサ信号である
ときには、ステップS232以下へ進んでノック判定を行な
う。

【００６１】まず、点火気筒が＃１気筒あるいは＃２気
筒である場合のノック判定について説明すると、ステッ
プS222で、図４に示すノック判定レベル設定サブルーチ
ンにより、該当気筒＃ｉに対するノック判定レベルＫＮ
LVLiを設定する。すなわち、まずステップS301で、エン
ジン回転数ＮE に基づき、該当気筒＃ｉに対応するノッ
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＃ｉノックセンサ用ノック判定レベル基本データＫ
ＮLVLBi を設定する。

【００６２】上記＃ｉノックセンサ用ノック判定レベル
基本データＫＮLVLBi は、それぞれ、予め各ノックセン
サ２０ａないし２０ｄの特性及び取付位置を考慮し、ス
テップS301に図示されるように、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。

【００６３】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。

【００６４】その後、ステップS302へ進むと、ＳＣＩ６
２，５０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S303で基本燃料噴射量Ｔp のデ
ータを受信し、ステップS304で、基本燃料噴射量Ｔp に
基づいてテーブルを参照し、上記ノック判定レベル基本
データＫＮLVLBi を補正するための補正係数ＫTPを設定
する。

【００６５】尚、上記補正係数ＫTPは、基本燃料噴射量
Ｔp （エンジン負荷）に応じて上記ノック判定レベル基
本データＫＮLVLBi 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。

【００６６】次いで、ステップS305へ進み、上記ノック
判定レベル基本データＫＮLVLBi に上記補正係数ＫTPを
乗算し、該当気筒＃ｉに対するノック判定レベルＫＮLV
Liを設定して（ＫＮLVLi←ＫＮLVLBi ×ＫTP）ＲＡＭ５
８の所定アドレスにストアする。

【００６７】そして、ノック判定レベルＫＮLVLiの設定
後、ステップS223へ進み、該当気筒＃ｉに対するノック
判定レベルＫＮLVLiをＲＡＭ５８から読出し、このノッ
ク判定レベルＫＮLVLiとノック強度データＫＮP1i とを
比較する。

【００６８】そして、ＫＮP1i ＜ＫＮLVLiの場合、ノッ
ク発生無しと判別して、ステップS223からステップS224
へ進んで該当気筒＃ｉに対するノック判定フラグＦＬＡ
ＧKNi をクリアして（ＦＬＡＧKNi ←０）ステップS229
へ進み、ＫＮP1i ≧ＫＮLVLiの場合、ステップS223から
ステップS225へ進んで、第１のノック判定用出力側のノ
ック強度データＫＮP1i と第２のノック判定用出力側の
ノック強度データＫＮP2i とを比較する。

【００６９】上記ステップS225で、ＫＮP1i ≦ＫＮP2i
の場合には、ノック判定不能としてステップS226でノッ
ク判定フラグＦＬＡＧKNi に負の値をセットして（ＦＬ
ＡＧKNi ←−１）ルーチンを抜け、ＫＮP1i ＞ＫＮP2i
の場合には、ノック発生有りと判定してステップS227で
ノック判定フラグＦＬＡＧKNi をセットし（ＦＬＡＧKN
i ←１）、ステップS228で、ノック強度データＫＮP1i
を点火気筒＃ｉのノック強度データＫＮPiとして（ＫＮ
Pi←ＫＮ1Pi ）ステップS229へ進む。

【００７０】すなわち、図１４に示すように、エンジン
１の右バンクにおける＃１気筒の燃焼行程初期で、この
＃１気筒に隣接する＃３気筒の吸気バルブ２ｃが閉弁
し、また、左バンクにおける＃２気筒の燃焼行程初期
で、この＃２気筒に隣接する＃４気筒の吸気バルブ２ｃ
が閉弁するため、＃１気筒の＃１ノックセンサ２０ａ及
び＃２気筒の＃２ノックセンサ２０ｂの各出力には、そ
れぞれ、吸気バルブ２ｃの閉弁に伴う着座振動がノイズ
として混入し、そのノイズレベルが変化する。

【００７１】従って、点火気筒が＃１気筒あるいは＃２
気筒であり、第１のノック判定用出力である＃１ノック
センサ２０ａあるいは＃２ノックセンサ２０ｂの出力が
ノック判定レベルＫＮLVLi以上となった場合には、吸気
バルブ２ｃの着座振動の影響を排除するため、第１のノ
ック判定用出力と、吸気バルブ２ｃの着座振動を検出す
るための第２のノック判定用出力である＃３ノックセン
サ２０ｃあるいは＃４ノックセンサ２０ｄの出力とを比
較し、第１のノック判定用出力が第２のノック判定用出
力を越えたときノック発生と判定し、第１のノック判定
用出力が第２のノック判定用出力以下のときには、着座
振動によるノイズ混入としてノック判定不能とするので
ある。

【００７２】これにより、吸気バルブ２ｃの着座振動に
よるノックの誤判定を未然に回避することができ、正確
なノック制御を行なうことができる。

【００７３】次に、ステップS229では、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S230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ＢＧ
AVEXi を更新する（ＢＧAVEXi ←（ＢＧAVE ＋（Ｘ−
１）×ＢＧAVEXi ）／Ｘ）。

【００７４】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。

【００７５】そして、上記ステップS230からステップS2
31へ進み、上記加重平均後振幅期間内平均値ＢＧAVEXi
に、該当気筒のバックグランドレベル係数ＫBGi 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 ←ＫBGi ×ＢＧAVEXi ）、ＲＡＭ５８の所定
アドレスにストアしてルーチンを抜ける。

【００７６】尚、上記バックグランドレベル係数ＫBGi
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、ＲＯＭ５７のテーブルにストアされ
ている。

【００７７】また、上記ステップS221で、点火気筒が＃
３気筒あるいは＃４気筒であり、第２のノック判定用出
力が点火気筒＃ｉのノックセンサ信号であるときには、
図１４に示すように、吸気バルブ２ｃが閉となる隣接気
筒（＃２気筒あるいは＃１気筒）と点火対象気筒とは互
いに対向するバンクにあり、吸気バルブ２ｃの着座振動
の影響は無視できるレベルであるため、ステップS232
で、前述のノック判定レベル設定サブルーチンにより該
当気筒＃ｉに対するノック判定レベルＫＮLVLiを設定し
た後、ステップS233へ進み、該当気筒＃ｉに対するノッ
ク判定レベルＫＮLVLiをＲＡＭ５８から読出してノック
強度データＫＮP2i と比較し、ＫＮP2i ＜ＫＮLVLiの場
合、ノック発生無しと判別して、ステップS234で該当気
筒＃ｉに対するノック判定フラグＦＬＡＧKNi をクリア
し（ＦＬＡＧKNi ←０）、ステップS237へ進む。

【００７８】一方、上記ステップS233で、ＫＮP2i ≧Ｋ
ＮLVLiの場合には、ノック発生有りと判別してステップ
S235でノック判定フラグＦＬＡＧKNi をセットし（ＦＬ
ＡＧKNi ←１）、ステップS236で、ノック強度データＫ
ＮP2i を点火気筒のノック強度データＫＮPiとして（Ｋ
ＮPi←ＫＮP2i ）ステップS237へ進む。

【００７９】ステップS237では、振幅データ積分値Ｐ3
をカウント値Ｎで除算してサンプル区間内での平均値Ｂ
ＧAVE を算出し（ＢＧAVE ←Ｐ3 ／Ｎ）、ステップS238
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）×Ｂ
ＧAVEXi ）／Ｘ）。

【００８０】そして、ステップS239で、上記加重平均後
振幅期間内平均値ＢＧAVEXi に、該当気筒のバックグラ
ンドレベル係数ＫBGi 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 ←ＫBGi ×ＢＧ
AVEXi ）、ＲＡＭ５８の所定アドレスにストアしてルー
チンを抜ける。

【００８１】以上の手順によるノック判定結果は、図６
に示す手順に従ってサブコンピュータ４２からメインコ
ンピュータ４１に読込まれ、メインコンピュータ４１で
は、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
ＦＬＡＧKNi のデータを読込み、ステップS402でノック
発生の有無を判別する。

【００８２】上記ステップS402で、各ノック判定フラグ
がＦＬＡＧKNi ＝０あるいはＦＬＡＧKNi ＝−１、すな
わちノック発生無しあるいはノック判定不能の場合に
は、そのままルーチンを抜け、ＦＬＡＧKNi ＝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S403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強度データ送信を要求し、ステッ
プS404で、ノック強度データＫＮPiを受信してルーチン
を抜ける。

【００８３】メインコンピュータ４１ではサブコンピュ
ータ４２から読込んだノック判定結果に応じて気筒別に
点火時期を制御し、点火気筒が＃１気筒あるいは＃２気
筒の場合には、図７の点火時期設定ルーチンが実行さ
れ、点火気筒が＃３気筒あるいは＃４気筒の場合には、
図８の点火時期設定ルーチンが実行される。

【００８４】点火対象気筒が＃１気筒あるいは＃２気筒
であり、図７の点火時期設定ルーチンが起動されると、
ステップS501で、基本燃料噴射量あるいは吸入空気量な
どのエンジン負荷とエンジン回転数、及び、その他のエ
ンジン運転状態パラメータに基づいて点火対象気筒＃ｉ
の点火時期θIGi を設定すると、ステップS502へ進ん
で、該当気筒＃ｉに対するノック判定フラグＦＬＡＧKN
i の値を参照する。

【００８５】上記ステップS502で、ＦＬＡＧKNi ＝０の
ときには、ノック発生は無いため、上記ステップS502か
らステップS503へ進んで、所定の進角量θAD（例えば、
１°ＣＡ）を設定し、ステップS504で、上記ステップS5
01において設定した点火時期θIGi に進角量θADを加算
して最終的な点火時期θIGi を設定し（θIGi ←θIGi
＋θAD）、ルーチンを抜ける。

【００８６】一方、上記ステップS502で、ＦＬＡＧKNi
＝１のときには、ノック発生有りのため、上記ステップ
S502からステップS505へ進み、サブコンピュータ４２か
ら受信したノック強度データＫＮPiの値に応じてノック
コントロールのための遅角量θRDを設定し、ステップS5
06へ進んで、上記ステップS501において設定した点火時
期θIGi から遅角量θRDを減算して最終的な点火時期θ
IGi を設定し（θIGi←θIGi −θRD）、ルーチンを抜
ける。

【００８７】また、上記ステップS502で、ＦＬＡＧKNi
＝−１のときには、隣接気筒（点火対象気筒が＃１気筒
のときには＃３気筒、点火対象気筒が＃２気筒のときに
は＃４気筒）の吸気バルブ２ｃの着座振動が大きくノッ
ク判定不能のため、ステップS507へ進み、該当気筒＃ｉ
の点火時期θIGi を次の点火対象気筒＃ｉ(+1)の前回の
点火時期θIGi(+1)OLDとして（θIGi ←θIGi(+1)OL
D）、ルーチンを抜ける。一方、点火対象気筒が＃３気
筒あるいは＃４気筒である場合には、図８の点火時期設
定ルーチンが実行され、ステップS601で、基本燃料噴射
量あるいは吸入空気量などのエンジン負荷とエンジン回
転数、及び、その他のエンジン運転状態パラメータに基
づいて点火対象気筒＃ｉの点火時期θIGi を設定する
と、ステップS602で、該当気筒＃ｉに対するノック判定
フラグＦＬＡＧKNi の値を参照する。上記ステップS602
で、ＦＬＡＧKNi ＝０のときにはノック発生は無いた
め、ステップS603で、所定の進角量θAD（例えば、１°
ＣＡ）を設定し、ステップS604で、上記ステップS601に
おいて設定した点火時期θIGi に進角量θADを加算して
最終的な点火時期θIGi を設定し（θIGi ←θIGi ＋θ
AD）、ルーチンを抜ける。

【００８８】一方、上記ステップS602で、ＦＬＡＧKNi
＝１のときにはノック発生有りのため、ステップS605
で、サブコンピュータ４２から受信したノック強度デー
タＫＮPiの値に応じてノックコントロールのための遅角
量θRDを設定し、ステップS606で、上記ステップS601に
おいて設定した点火時期θIGi から遅角量θRDを減算し
て最終的な点火時期θIGi を設定し（θIGi ←θIGi −
θRD）、ルーチンを抜ける。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、気
筒毎に取り付けたノックセンサの出力に混入する隣接気
筒の吸気バルブの着座振動に伴なうノイズを排除するこ
とができ、ノック判定における誤判定を未然に回避して
気筒毎のノック検出を正確に行なう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】ノック検出及びバックグランドレベル設定手順
を示すフローチャートの１

【図２】ノック検出及びバックグランドレベル設定手順
を示すフローチャートの２

【図３】ノック検出及びバックグランドレベル設定手順
を示すフローチャートの３

【図４】ノック判定レベル設定サブルーチンを示すフロ
ーチャート

【図５】ノックセンサ出力のサンプル開始設定手順を示
すフローチャート

【図６】メインコンピュータにおけるノック判定結果の
読込み手順を示すフローチャート

【図７】＃１気筒及び＃２気筒の点火時期設定手順を示
すフローチャート

【図８】＃３気筒及び＃４気筒の点火時期設定手順を示
すフローチャート

【図９】エンジン制御系の概略図

【図１０】クランクロータとクランク角センサの正面図

【図１１】カムロータとカム角センサの正面図

【図１２】制御装置の回路構成図

【図１３】ノック信号の処理を示す説明図

【図１４】ノック検出の時系列を示すタイムチャート

【符号の説明】

１エンジン本体２ｃ吸気バルブ２０ａ〜２０ｄノックセンサＫＮP1i ，ＫＮP2i ノック強度データＫＮLVLi ノック判定レベル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多気筒エンジンの気筒毎に取り付けたノ
ックセンサからの出力に基づいて、気筒毎にノック発生
の有無を検出するエンジンのノック検出方法において、互いに隣接し、一方の気筒が燃焼行程中に他方の気筒の
吸気バルブが閉となるタイミングを有する２つの気筒に
対し、この２つの気筒の各ノックセンサからの出力を同
じ区間でサンプリングして比較することにより、上記吸
気バルブの着座振動に伴うノイズを排除して気筒毎にノ
ック発生の有無を検出することを特徴とする多気筒エン
ジンのノック検出方法。