JPH0565848A - 内燃機関のノツキング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】内燃機関のノッキング制御装置において、ノイ
ズ周波数がノッキング周波数近傍に発生した場合でもノ
ッキングの正確な判定を可能とし、更にノッキングとノ
イズが同時に発生した場合でもノッキングの正確な判定
を可能とする。 【構成】ノッキングセンサ１１の出力を、ノッキング発
生時の３つの周波数成分とノイズ発生時の１つの周波数
成分とに分けて、それぞれの積分値ｆ１ｎ〜ｆ４ｎを求
め、これらとその加重平均よりノッキング判定指数ｇ１
ｎ〜ｇ４ｎを求める。ｇ１ｎ〜ｇ３ｎの総計が所定値ａ
以上であればノッキング発生と判定し、ｇ４ｎが所定値
ｄ以下であればノイズ発生なしと判定し、ノッキング制
御に移行する。ｇ１ｎ〜ｇ３ｎの総計が所定値ａ以上で
あり、ｇ４ｎが所定値ｄ以上であっても、ｇ１ｎ〜ｇ３
ｎの総計に対するノイズ周波数に近いｇ３ｎの比が所定
値ｂ以上であれば、ノイズの影響が大と判断し、ノッキ
ング制御に移行しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のノッキング制
御装置に係わり、特に、内燃機関のノッキングの発生を
検出し、ノッキングが機関を破壊する前にノッキングを
防止する内燃機関のノッキング制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のノッキング検出装置においては、
エンジンブロックに取り付けられたノッキング検出セン
サの信号を、ノッキング発生時の振動周波数群のうち、
代表的な周波数である７〜１４ｋＨｚに中心周波数を持
つアナログ式バンドパスフィルタに入力し、バンドパス
フィルタから得られた出力信号を各気筒の上死点後１０
度付近から上死点後７０度付近まで積分し、その結果と
所定のスライスレベルの大小比較によってノッキング発
生の有無を判定していた。しかし、このような制御方式
においては、エンジン機械部分から機械的ノイズが発生
すると、あたかもノッキングが発生したかのごとく前記
積分出力が上昇し、機械的ノイズをノッキングと誤判定
してしまう不具合が発生する。これを回避するために、
特開昭６０−８２９３１号公報に記載のように、上記フ
ィルタを第１のフィルタとして設けると共に、ノイズ発
生時の周波数成分を通過させる第２のフィルタを設け、
第１及び第２のフィルタの出力の偏差と設定値とを比較
し、その結果によりノッキング判定を行なっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、ノイズ周波数がノッキング周波数近傍に発
生した場合にノッキングの検出が非常に困難になるとい
う問題がある。

【０００４】即ち、ノッキング検出センサは、エンジン
振動を電気的信号に変換するためのセンサであり、エン
ジン回転時の各機械部品の摩擦や吸排気弁の打音などに
よる振動は同様にセンサ出力の周波数成分として発生す
る。図３は、その状態を表したものである。図３におい
て、実線はノッキング発生時の周波数成分、点線はエン
ジンノイズ発生時の周波数成分を示す。このようにエン
ジンノイズはノッキング発生時の帯域と完全に一致する
わけではないが、エンジンの運転状態によってはノッキ
ング発生時の周波数帯域と同じ帯域に発生し、その出力
レベルはノッキング発生時とほぼ同等に達することがあ
る。このような状態においては、単にノッキング時及び
ノイズ発生時の周波数成分の２つからノイズ分を除去す
る上記従来技術では、エンジンノイズ発生時にもノッキ
ング周波数に設定したバンドパスフィルタ（第１のフィ
ルタ）の出力増加をもたらし、このバンドパスフィルタ
から得られたノイズ周波数成分出力が第２のフィルタか
ら得られたノイズ周波数成分の出力より大なる場合は、
ノッキングでもないのにノッキングが発生したと誤判定
してしまう可能性がある。このようにノッキング判定を
誤ると、ノッキングが発生していないのに点火時期を遅
らせる遅角制御が行われ、最悪の場合にはエンジンが異
常燃焼し、更に排気温度が上昇して触媒の劣化やターボ
チャージャの溶融などの危険性がある。

【０００５】また、上記従来技術では、ノッキングとノ
イズの両方が発生している場合に特にノイズが大きくな
ると、バンドパスフィルタ（第１のフィルタ）から得ら
れるノッキング周波数成分の出力レベルより第２のフィ
ルタから得られるノイズ周波数成分の出力レベルが大き
くなり、ノッキングが発生しているのに発生していない
と誤判定してしまう可能性がある。

【０００６】本発明の第１の目的は、ノイズ周波数がノ
ッキング周波数近傍に発生した場合でもノッキングの正
確な判定が可能であり、機関の異常燃焼を防止する内燃
機関のノッキング制御装置を提供することである。

【０００７】本発明の第２の目的は、ノッキングとノイ
ズが同時に発生した場合でもノッキングの正確な判定が
可能であり、ノッキングによる機関の破壊を防止する内
燃機関のノッキング制御装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明は、内燃機関に設置されたノッキングセ
ンサの出力を、ノッキング発生時の周波数成分とノイズ
発生時の周波数成分とを含む少なくとも２つの異なる周
波数成分に分け、これらの値に基づきノッキングを判定
し、この判定結果に基づいて点火時期制御を行う内燃機
関のノッキング制御装置において、（ａ）前記ノッキン
グセンサの出力を、前記２つの異なる周波数成分に加
え、ノッキング発生時の前記周波数成分とは異なる少な
くとも１つの周波数成分を含む少なくとも３つの異なる
周波数成分に分け、ノッキング発生時の少なくとも２つ
の周波数成分に対応する第１及び第２の周波数判定値
と、ノイズ発生時の少なくとも１つの周波数成分に対応
する第３の周波数判定値とを求める第１の手段と；
（ｂ）前記第１及び第２の少なくとも２つの周波数判定
値により第１のノッキング判定を行う第２の手段と；
（ｃ）前記第３の少なくとも１つの周波数判定値により
ノイズ判定を行う第３の手段と；（ｄ）前記第２の手段
でノッキングが発生してると判定され、前記第３の手段
でノイズが発生していないと判定されたときにノッキン
グ時の点火時期制御に移行させる第４の手段と；を備え
るものである。

【０００９】好ましくは、前記第２の手段は、前第１及
び第２の周波数判定値の総和を求め、この総和と所定値
とを比較し、総和が所定値以上であればノッキングが発
生していると判定する。

【００１０】また、好ましくは、前記第３の手段は、前
記第３の周波数判定値と所定値とを比較し、該周波数判
定値が所定値以上であればノイズが発生していると判定
する。前記第３の手段は、前記第１及び第２の周波数判
定値の総和を求め、この総和に対する前記第３の周波数
判定値の比を求め、この比が所定値以上であればノイズ
が発生していると判定してもよい。

【００１１】また、上記第２の目的を達成するため、本
発明は、上記ノッキング制御装置において、更に、
（ｅ）前記第２の手段でノッキングが発生してると判定
され、かつ前記第３の手段でノイズが発生していると判
定されたときに、前記第１及び第２の周波数判定値によ
り前記第２の手段でのノッキング発生の判定がノイズに
よって引き起こされたものかどうかを判定する第５の手
段；を備える。この場合、好ましくは、前記第５の手段
は、前記第１及び第２の周波数判定値の総和を求め、こ
の総和に対する前記第１及び第２の周波数判定値のうち
のノイズ発生時の周波数成分に最も近い周波数成分に対
応する周波数判定値の比を求め、この比が所定値以上で
あれば前記第２の手段でのノッキング発生の判定がノイ
ズによって引き起こされたものであると判定する。

【００１２】また、上記第２の目的を達成するため、本
発明は、上記ノッキング制御装置において、更に、
（ｆ）前記第３の手段でノイズが発生していると判定さ
れたときに、前記第１及び第２の周波数判定値からノイ
ズ発生時の周波数成分に最も近い周波数成分に対応する
周波数判定値を除外し、残りの周波数判定値のみから第
２のノッキング判定を行う第６の手段；を備える。

【００１３】以上において、好ましくは、前記第１の手
段は、前記少なくとも３つの周波数成分のそれぞれの積
分値と、これら積分値のそれぞれの加重平均値とを求
め、これら積分値の加重平均値に対する比をそれぞれ前
記第１〜第３の周波数判定値として求める。

【００１４】

【作用】以上のように構成した本発明では、第２の手段
でノッキング発生時の周波数成分に対応する第１及び第
２の周波数判定値によりノッキング判定を行うことに加
え、第３の手段でノイズ発生時の周波数成分に対応する
第３の周波数判定値によりノイズ判定を行い、第２の手
段でノッキングが発生してると判定され、第３の手段で
ノイズが発生していないと判定されたときに第４の手段
でノッキング時の点火時期制御に移行させることによ
り、第１及び第２の周波数判定値に対応する周波数成分
の１つがノイズ周波数帯域に一致し、ノイズの発生でそ
の周波数成分の出力が増加して第２の手段でノッキング
と判定されたとしても、第３の手段でノイズありと判定
されるので、ノッキング時の点火時期制御には移行せ
ず、正確なノッキングの検出が可能となる。

【００１５】第２の手段で、第１及び第２の周波数判定
値の総和を求め、この総和と所定値とを比較し、総和が
所定値以上であればノッキングが発生していると判定す
ることにより、ノッキング発生時の周波数成分の一方の
出力レベルが低い場合にもノッキングの発生を確実に検
出することができる。

【００１６】第３の手段で、第３の周波数判定値と所定
値とを比較し、第３の周波数判定値が所定値以上であれ
ばノイズが発生していると判定することにより、簡便に
ノイズの発生を判定できる。また、第１及び第２の周波
数判定値の総和を求め、この総和に対する第３の周波数
判定値の比を求め、この比が所定値以上であればノイズ
が発生していると判定することにより、ノイズのみが発
生した場合は、前記の比が大きくなるので、ノイズの発
生を判定できると共に、ノッキングとノイズの両方が発
生した場合は、前記の比は大きくならないので、ノッキ
ングが発生したと判定され、正確なノッキングの判定が
可能となる。

【００１７】第２の手段でノッキングが発生してると判
定されかつ第３の手段でノイズが発生していると判定さ
れたときに、第１及び第２の周波数判定値より第２の手
段でのノッキング発生の判定がノイズによって引き起こ
されたものかどうかを判定する第５の手段を設けるこ
と、又は第３の手段でノイズが発生していると判定され
たときに、第１及び第２の周波数判定値からノイズ発生
時の周波数成分に最も近い周波数成分に対応する周波数
判定値を除外し、残りの周波数判定値のみから第２のノ
ッキング判定を行う第６の手段を設けることにより、ノ
ッキングとノイズの両方が発生したときにはノッキング
が発生していると判定されるので、正確なノッキングの
判定が可能となる。

【００１８】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図９により説明す
る。まず、本実施例のシステム構成を図１に基づき説明
する。図１において、エンジン１には各気筒ごとに点火
コイル４が設置されており、エンジンブロックにはノッ
キングセンサ１１が設置される。また、気筒判別センサ
２がカム軸に直結されて各気筒の判別信号を発生し、そ
の他のエンジン角度情報は、クランク軸に接続されたリ
ングギア８の歯部とリングギヤ８に設置されたピン７に
応答する磁気式の角度センサ５及び基準位置センサ６に
より与えられる。エンジン１が回転を始めるとセンサ
２，５及び６は図２に示す信号を発生する。図２におい
て２０１はセンサ２より発生する気筒判別信号、２０２
はセンサ６より発生する基準位置信号、２０３はセンサ
５より発生する角度信号である。これらの信号は、エン
ジンへの空気流量を計測する空気流量計測センサ１３及
びスロットル開度センサ１２の信号より求められたエン
ジン負荷情報と共に、制御ユニット１０に入力され、制
御ユニット１０は、これらの信号をもとに算出した出力
タイミング及び気筒位置に対してイグナイタ９あるいは
インジェクタ３に信号を送る。イグナイタ９はこの信号
に応じて該当する点火コイル４の電流を通電あるいは遮
断し、２０４，２０５，２０６，２０７に示す気筒別点
火信号を発生する。また制御ユニット１０は、ノッキン
グセンサ１１の出力よりノッキング判定を行い、前述し
た点火時期を遅らせることにより、点火信号の補正を行
なう。

【００１９】ここで、本実施例のノッキング制御を図３
〜図９を用いて説明する。ノッキング発生時にノッキン
グセンサ１１が発生する信号は、図３の実線のように、
数種類の周波数成分に分けられる。点線はエンジンノイ
ズ発生時の周波数成分を示す。エンジンノイズはノッキ
ング発生時の帯域と完全に一致するわけではないが、エ
ンジンの運転状態によってはノッキング発生時の周波数
帯域と同じ帯域に発生し、その出力レベルはノッキング
発生時とほぼ同等に達することがある。本実施例による
ノッキング判定は、この実線のピーク部における各周波
数成分の出力と、破線のピーク部における周波数成分の
出力をもとに行われる。

【００２０】図４は、上記処理のブロック図であり、ノ
ッキングセンサ１１より発生した信号４０１は、信号増
幅回路４０２によって、各気筒の上死点後１０度付近か
ら６０度（クランク角度）程度の間、信号検出ウインド
を開くことにより一定角度幅の間、信号４０１を増幅
し、これをアナログ−デジタル変換器４０３，４０４，
４０５，４０６に入力することによりデジタル信号に変
換する。さらにデジタルフィルタ部４０７，４０８，４
０９，４１０を介して各周波数成分ごとの出力を積分し
てｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の値を得る。なお、アナログ
−デジタル変換器及びデジタルフィルタ部はアナログ回
路、マイクロコンピュータによる高速フーリエ変換、デ
ジタルシグナルプロセッサなどにより実現される。ここ
で、ｆ１，ｆ２，ｆ３は、ノッキング発生時にピークを
持つ周波数の積分値、ｆ４はエンジンノイズ発生時にピ
ークを持つ周波数の積分値に設定される。これらｆ１か
らｆ４までの信号が信号処理ブロック４１１に入力さ
れ、ノッキング判定をうける。

【００２１】信号処理ブロック４１１での処理内容を図
５にフローチャートで示す。図５の処理は各気筒におけ
るｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の値が確定した時点で実行さ
れ、処理タイミングとしては前述したウインド区間に測
定した情報の処理終了後に実行される。また、図５の各
記号に“ｎ”のサフィックスを付しているが、これは、
各気筒ごとに個別の情報を持つことを意味し、ｎ＝１の
時は第１気筒の情報であることを示す。

【００２２】まずステップ５０１で、ノッキングセンサ
１１が正常に機能しているか否かを判定する。センサの
故障判定は、信号線の断線あるいはショートといった状
態を検出することであり、異常時は、図４のｆ１，ｆ
２，ｆ３，ｆ４の出力レベルが異常に大きく、あるいは
小さい値となる。図６にセンサ故障時のｆ１の出力変化
を示す。図中、８０３が正常時、８０４及び８０５が異
常時であり、正常時８０３の間は判定レベル８０１と８
０２の間にある信号ｆ１のレベルが、センサショート時
８０４では判定レベル８０２未満となり、断線時８０５
では判定レベル８０１以上となる。故に、判定は各信号
ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４のレベルが判定レベル８０１以
上あるいは８０２以下となったときにセンサ異常と判断
し、ステップ５０９にて各周波数の積分値の加重平均値
ｆａ１ｎ，ｆａ２ｎ，ｆａ３ｎ，ｆａ４ｎを所定値ｅに
イニシャライズして、図５のフローを終了する。各信号
ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４のレベルが判定レベル８０１か
ら８０２の範囲内にあれば正常と判断し、ステップ５０
２に進み、空気流量計測装置１３とスロットル開度セン
サ１２により検出された負荷からエンジン運転状態が図
７に示す斜線部のノッキング検出領域かを判定する。こ
こで、ノック検出領域であると判定されたときにはステ
ップ５０３に進み、現在入力された各周波数の積分値ｆ
１ｎ，ｆ２ｎ，ｆ３ｎ，ｆ４ｎと各積分値の加重平均値
ｆａ１ｎ，ｆａ２ｎ，ｆａ３ｎ，ｆａ４ｎとの比より、
周波数判定値としてノッキング判定指数ｇ１ｎ，ｇ２
ｎ，ｇ３ｎ，ｇ４ｎを算出する。

【００２３】次にステップ５０４で、周波数ごとに計算
された値ｇ１ｎ，ｇ２ｎ，ｇ３ｎの総計を求め、これを
所定値ａと比較し、総計が所定値以上であればステップ
５０５に進む。ステップ５０５ではノッキング判定指数
ｇ４ｎの値が所定値ｄより小であるかを判定し、小であ
ると判定された場合はステップ５０６で、第ｎ気筒のノ
ッキング検出中であることを示す第ｎ気筒ノッキング検
出フラグをセットし、このフローを終了する。一方、ス
テップ５０５にて、判定が偽であった場合にはステップ
５１０に進み、ステップ５０４で求めたｇ１ｎ，ｇ２
ｎ，ｇ３ｎの総計においてｇ３ｎの値の占める割合をチ
ェックする。ここで、ｇ３ｎを算出したｆ３ｎは、ノッ
キング発生時にピークを持つ周波数のうちエンジンノイ
ズ発生時にピークを持つ周波数の１つに近い周波数の積
分値であると想定してあり、ｇ３ｎ／総計（ｇ１ｎ＋ｇ
２ｎ＋ｇ３ｎ）の値が所定値ｂ以上であるならばノイズ
の影響大とみなし、すなわち、ステップ５０４でのノッ
キング判定はノイズによって引き起こされたものである
と判断し、ステップ５０７に進む。ステップ５０７で
は、第ｎ気筒ノッキング検出フラグをクリアし、ステッ
プ５０８でｆａ１ｎからｆａ４ｎまでの加重平均を計算
した後、このフローを終わる。ステップ５１０でｇ３ｎ
／総計（ｇ１ｎ＋ｇ２ｎ＋ｇ３ｎ）の値が所定値ｂ以下
であるならば、ノイズの影響が小とみなし、すなわち、
エンジンノイズは発生しているがノッキングも発生して
いると判断し、ステップ５０６で第ｎ気筒のノッキング
検出中であることを示す第ｎ気筒ノッキング検出フラグ
をセットし、このフローを終了する。なお、ステップ５
０８でαは１以下の数である。また、ステップ５０４、
５０５，５１０での判定指数ａ，ｂ，ｄは、気筒別に所
定値を持たせるのが好ましい。更に、エンジン運転状態
に応じて判定指数ａ，ｂ，ｄを変更することもノッキン
グ制御の精度を向上させるのに効果的である。

【００２４】図５のフローチャートのステップ５０６で
セットされたノッキング検出フラグは、図８のフローチ
ャートで示す点火時期遅角処理にて使用される。この処
理は各気筒の上死点前１１０度ごとに実行される。図８
において、ステップ６０１にてセンサが正常と判断され
たときにはステップ６０２に進み、エンジン運転状態が
ノッキング検出領域であるかを判定する。ステップ６０
１，６０２の具体的処理内容は図５に示すステップ５０
１，５０２と同じである。ステップ６０１及び６０２に
て判定結果が偽であったときにはステップ６０７に進
み、ノッキング遅角量Ｒｎに０をセットした後、ステッ
プ６１４に進む。ステップ６０２にて、ノッキング検出
領域であると判定されたときには、ステップ６０３にて
ノッキング検出フラグをチェックする。ステップ６０３
でノッキング検出フラグがセットされていると判定され
たら、ステップ６０４でノッキング遅角量Ｒｎが所定量
ｆ以上か否かを判定する。Ｒｎがｆ未満であるときは、
ステップ６０５にてＲｎに２を加えた後、ステップ６０
６へ進む。ステップ６０４にて、Ｒｎがｆ以上の時には
ステップ６０６へ直接進む。ステップ６０６では、点火
時期復帰ディレイカウンタＣＯＵＮＴに０をセットし、
ステップ６１２で、該当する気筒のノッキング検出フラ
グをクリアした後、ステップ６１４でエンジン運転状態
から算出された通常点火時期ＭからＲｎを引いた値を点
火時期Ｉｎにセットし、このフローを終える。ステップ
６０３で、ノッキング検出フラグがセットされていない
と判定されたときには、ステップ６０８にてＣＯＵＮＴ
の値がβ以上であるかチェックする。β以上であったと
きにはステップ６０９にてＣＯＵＮＴに０をセットし、
ステップ６１０でＲｎの値が正のときのみステップ６１
１を実行する。ステップ６０８で、ＣＯＵＮＴの値がβ
未満であったときにはステップ６１３にてＣＯＵＮＴを
１増加し、ステップ６１４へと進む。ステップ６１１で
は、Ｒｎの値を１減じた後ステップ６１４に進み、前述
と同様に点火時期ＩｎへＭ−Ｒｎの結果をセットするこ
とによりノッキング制御を行う。

【００２５】図４、図５及び図８に示す一連の処理の実
行タイミングを図９に示す。図中７０１は、増幅部４０
２によって設定されるウインド位置を示し、図４のブロ
ック４１１以前の処理はＡ点から破線終了までの間、処
理が続けられる。また、Ｂ点は図５の実行タイミング、
Ｃ点は図８の実行タイミングであり、これら一連の処理
によってノッキング制御を行なう。

【００２６】本実施例によれば、図５に示すノッキング
判定処理において、仮に信号ｆ１ｎ〜ｆ３ｎのいずれか
ノイズ周波数帯域に一致する周波数成分の積分値であ
り、ノイズの発生でその周波数成分の積分値が増加して
ステップ５０４でノッキングと判定されたとしても、ス
テップ５０５でノイズありと判定されるので、ノッキン
グ時の点火時期制御には移行せず、正確なノッキングの
検出が可能となる。

【００２７】また、ステップ５０４で、ノッキング判定
指数ｇｎ１〜ｇ３ｎ総和を求め、この総和と所定値ａと
を比較し、総和が所定値ａ以上であればノッキングが発
生していると判定するので、ノッキング発生時にｆ１ｎ
〜ｆ３ｎの周波数のいずれかの出力レベルが低い場合に
もノッキングの発生を確実に検出することができる。な
お、この点に関し上記実施例では、ｆ１ｎ〜ｆ３ｎの３
つの周波数を用いてノッキング判定を行ったが、２つの
周波数を用いてもよく、この場合でも１つの周波数を用
いてノッキング判定を行う場合に比べてノッキング判定
の精度を向上できる。

【００２８】さらに、ノッキングとノイズの両方が発生
したときには、ステップん５０４で肯定され、スッテプ
５０５で否定されるが、スッテプ５１０で、ステップ５
０４で求めたｇ１ｎ，ｇ２ｎ，ｇ３ｎの総計においてノ
イズ周波数に近い周波数のノッキング判定指数ｇ３ｎの
値の占める割合をチェックし、その値が所定値ｂ以下で
あるならば、エンジンノイズも発生しているがノッキン
グが発生していると判断するので、この場合においても
正確なノッキングの判定が可能となる。

【００２９】本発明の第２の実施例を図１０により説明
する。本実施例は、第１の実施例中、図５にフローチャ
ートで示す処理の代わりに図１０にフローチャートで示
す処理を使用するものである。図５と図１０の違いは、
ステップ５０５，５１０に示す処理の代わりにステップ
１００５の処理を行なうことである。以下この部分の説
明をする。図１０において、図５と同じく、ステップ１
００４にてノッキング判定指数ｇ１ｎ，ｇ２ｎ，ｇ３ｎ
の総計を所定値ａと比較し、総計が所定値以上であれば
ステップ１００５に進む。ステップ１００５では、ノッ
キング判定指数ｇ１ｎ，ｇ２ｎ，ｇ３ｎの総計とエンジ
ンノイズ判定指数ｇ４ｎとの比が所定値ｈ以上であるか
を判定する。この比が所定ｈ値以上であったときには、
得られた周波数出力がノイズによって引き起こされたも
のと判定し、ステップ１００７へ進む。この比が所定値
未満であるときにはステップ１００６にてノッキング検
出フラグをセットする。その他は図５の処理と同様であ
る。

【００３０】本実施例によっても、ノッキングのみが発
生している場合はステップ１００５で否定されるので、
ノッキングが検出され、ノイズのみが発生しているとき
にはノッキング周波数の１つがノイズ周波数に近くでも
ステップ１００５で肯定されるので、ノッキングの誤検
出が防止できる。また、エンジンノイズによって引き起
こされる周波数積分値の大きいときでも、大きなノッキ
ングが発生した場合においては、ステップ１００５で肯
定されるので、速やかにノッキング制御を開始すること
が可能であり、ノイズ発生時においても精密なノッキン
グ制御が可能である。すなわち、本実施例では、図５の
２つのステップ５０５，５１０の処理を１つのステップ
１００５で行なっている。

【００３１】本発明の第３の実施例を図１１により説明
する。本実施例は、第１の実施例中、図５にフローチャ
ートで示す処理の代わりに図１１にフローチャートで示
す処理を使用するものである。図５と図１０の違いは、
ステップ５０４，５０５，５１０の処理の代わりにステ
ップ１１０４，１１０５，１１０６の処理を行なうこと
である。以下この部分の説明をする。図１１において、
ステップ１１０３にて、ノッキング判定指数ｇ１ｎ，ｇ
２ｎ，ｇ３ｎ，ｇ４ｎを算出した後、ステップ１１０４
にてエンジンノイズ判定指数ｇ４ｎの値が所定値ｍより
大きいかを判定し、ｍ以下の場合にはステップ１１０５
へと進む。ステップ１１０５では、エンジンノイズ判定
指数ｇ４ｎの値が小さいため、現在はエンジンノイズが
発生していないと判断し、ノッキング判定をｇ１ｎ，ｇ
２ｎ，ｇ３ｎの値により行なう。ノッキング判定指数ｇ
１ｎ，ｇ２ｎ，ｇ３ｎの総計が所定値ａ以上である場合
にはステップ１１０８に進み、第ｎ気筒のノッキング検
出フラグをセットする。総計が所定値ａ以下の場合には
ステップ１１０７へと進み、第ｎ気筒のノッキング検出
フラグをクリアする。ステップ１１０４にて、ｇ４ｎが
ｍより大きいと判定された場合には、ステップ１１０６
に進む。ここで、第１の実施例で説明したように、ｇ３
ｎを算出するｆ３ｎは、ノッキング発生時にピークを持
つ周波数のうちエンジンノイズ発生時にピークを持つ周
波数の１つに近い周波数の積分値であると想定してあ
る。したがって、ｇ３ｎはエンジンノイズによる周波数
成分が含まれている可能性があるので、ステップ１１０
６ではこれを除外し、ｇ１ｎとｇ２ｎのみでノッキング
の判定を行なう。ｇ１ｎとｇ２ｎの総計が所定値ｃより
大きい場合にはステップ１１０８に進み、総計が所定値
ｃ以下の場合には、ステップ１１０７へと進んで、それ
ぞれ先程と同じ処理を行なう。その他は、図５の処理と
同様である。

【００３２】本実施例によっても、ノッキングのみが発
生している場合はステップ１１０４で否定され、ステッ
プ１１０５で肯定されるので、ノッキングの検出が可能
であり、エンジンノイズによって引き起こされる周波数
積分値の大きいときでも、ノイズのみが発生していると
きにはステップ１１０６で否定されるので、ノッキング
の誤検出が防止できる。また、エンジンノイズとノッキ
ングの両方が生じているときには、ステップ１１０６で
肯定されるので、精密なノッキング制御が可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、ノイズ周波数がノッキ
ング周波数近傍に発生した場合でも、エンジンノイズに
よるノッキング制御の誤動作を防ぐことができ、機関の
異常燃焼を防止できる。また、ノッキングとエンジンノ
イズが同時に発生した場合でもノッキングの正確な判定
が可能であり、ノッキング検出精度を高めることができ
る結果、点火時期を最適に設定でき、高トルクで経済性
の良いエンジンを供給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による内燃機関のノッキング
制御装置のシステム構成図である。

【図２】図１に示す気筒判別センサ、角度センサ、基準
位置センサの出力及びイグナイタの発生する気筒別点火
信号を示すクランク角度信号図である。

【図３】ノッキング周波数とノイズ周波数を示す図であ
る。

【図４】図１に示す制御ユニットで行う処理内容を示す
ブロック図である。

【図５】図４に示す信号処理ブロックで行う第ｎ気筒の
ノッキング判定のフローチャートである。

【図６】ノッキングセンサが正常動作中かを判定すると
きの判定レベルを示す図である。

【図７】エンジン状態がノック制御領域であるかを判定
するときの回転数と負荷の関係を示す図である。

【図８】図４に示す信号処理ブロックで行う第ｎ気筒の
点火時期遅角処理のフローチャートである。

【図９】図４、図５及び図８に示す一連の処理の実行タ
イミングを示す図である。

【図１０】本発明の第２の実施例における第ｎ気筒のノ
ッキング判定のフローチャートである。

【図１１】本発明の第３の実施例における第ｎ気筒のノ
ッキング判定のフローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 気筒判別センサ ３ インジェクタ ４ 点火コイル ５ 角度センサ ６ 基準位置センサ ９ イグナイタ １０ 制御ユニット １１ ノッキングセンサ ４０７〜４１０ デジタルフィルタ部（第１の手段） ４１１ 信号処理ブロック（第２〜第６の手段） ５０３ ステップ（第１の手段） ５０４ ステップ（第２の手段） ５０５ ステップ（第３の手段） ５０６ ステップ（第４の手段） ５１０ ステップ（第５の手段） １００４ ステップ（第２の手段） １００５ ステップ（第３の手段） １００６ ステップ（第４の手段） １１０４ ステップ（第３の手段） １１０５ ステップ（第２の手段） １１０６ ステップ（第６の手段） １１０８ ステップ（第４の手段） ｇ１ｎ〜ｇ４ｎ ノッキング判定指数（周波数判定値）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｄ 9150−3Ｇ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に設置されたノッキングセンサ
   の出力を、ノッキング発生時の周波数成分とノイズ発生
   時の周波数成分とを含む少なくとも２つの異なる周波数
   成分に分け、これらの値に基づきノッキングを判定し、
   この判定結果に基づいて点火時期制御を行う内燃機関の
   ノッキング制御装置において、 （ａ）前記ノッキングセンサの出力を、前記２つの異な
   る周波数成分に加え、ノッキング発生時の前記周波数成
   分とは異なる少なくとも１つの周波数成分を含む少なく
   とも３つの異なる周波数成分に分け、ノッキング発生時
   の少なくとも２つの周波数成分に対応する第１及び第２
   の周波数判定値と、ノイズ発生時の少なくとも１つの周
   波数成分に対応する第３の周波数判定値とを求める第１
   の手段と； （ｂ）前記第１及び第２の少なくとも２つの周波数判定
   値により第１のノッキング判定を行う第２の手段と； （ｃ）前記第３の少なくとも１つの周波数判定値により
   ノイズ判定を行う第３の手段と； （ｄ）前記第２の手段でノッキングが発生してると判定
   され、前記第３の手段でノイズが発生していないと判定
   されたときにノッキング時の点火時期制御に移行させる
   第４の手段と； を備えることを特徴とする内燃機関のノッキング制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の内燃機関のノッキング制
   御装置において、前記第２の手段は、前第１及び第２の
   周波数判定値の総和を求め、この総和と所定値とを比較
   し、総和が所定値以上であればノッキングが発生してい
   ると判定することを特徴とする内燃機関のノッキング制
   御装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の内燃機関のノッキング制
   御装置において、前記第３の手段は、前記第３の周波数
   判定値と所定値とを比較し、該周波数判定値が所定値以
   上であればノイズが発生していると判定することを特徴
   とする内燃機関のノッキング制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の内燃機関のノッキング制
   御装置において、前記第３の手段は、前記第１及び第２
   の周波数判定値の総和を求め、この総和に対する前記第
   ３の周波数判定値の比を求め、この比が所定値以上であ
   ればノイズが発生していると判定することを特徴とする
   内燃機関のノッキング制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の内燃機関のノッキング制
   御装置において、更に、 （ｅ）前記第２の手段でノッキングが発生してると判定
   され、かつ前記第３の手段でノイズが発生していると判
   定されたときに、前記第１及び第２の周波数判定値によ
   り前記第２の手段でのノッキング発生の判定がノイズに
   よって引き起こされたものかどうかを判定する第５の手
   段； を備えることを特徴とする内燃機関のノッキング制御装
   置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の内燃機関のノッキング制
   御装置において、前記第５の手段は、前記第１及び第２
   の周波数判定値の総和を求め、この総和に対する前記第
   １及び第２の周波数判定値のうちのノイズ発生時の周波
   数成分に最も近い周波数成分に対応する周波数判定値の
   比を求め、この比が所定値以上であれば前記第２の手段
   でのノッキング発生の判定がノイズによって引き起こさ
   れたものであると判定することを特徴とする内燃機関の
   ノッキング制御装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の内燃機関のノッキング制
   御装置において、更に、 （ｆ）前記第３の手段でノイズが発生していると判定さ
   れたときに、前記第１及び第２の周波数判定値からノイ
   ズ発生時の周波数成分に最も近い周波数成分に対応する
   周波数判定値を除外し、残りの周波数判定値のみから第
   ２のノッキング判定を行う第６の手段； を備えることを特徴とする内燃機関のノッキング制御装
   置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の内燃機関のノッキング制
   御装置において、前記第１の手段は、前記少なくとも３
   つの周波数成分のそれぞれの積分値と、これら積分値の
   それぞれの加重平均値とを求め、これら積分値の加重平
   均値に対する比をそれぞれ前記第１〜第３の周波数判定
   値として求めることを特徴とする内燃機関のノッキング
   制御装置。