JPH0660621B2

JPH0660621B2 - 内燃機関用ノツキング制御方法および装置

Info

Publication number: JPH0660621B2
Application number: JP59099898A
Authority: JP
Inventors: 榊原　　浩二; 寛原口
Original assignee: 日本電装株式会社
Priority date: 1984-05-17
Filing date: 1984-05-17
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPS60243369A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は内燃機関に発生するノックの発生状態に応じ
て、点火時期あるいは過給圧、空燃比、ＥＧＲ等のノッ
ク制御要因を制御するノッキング制御方法および装置
（以下、ノックコントロールシステムと記す）に関する
ものである。

〔従来技術〕

一般的にノックコントロールシステムとは、エンジンの
振動を検出するノックセンサからの電気的信号（以下、
ノックセンサ出力信号と記す）が、ある定められたレベ
ル（以下、ノック判定レベルと記す）を越えた場合にノ
ックが発生したものと判定し、点火時期を遅角させ、逆
に所定期間ノックが検出されない場合には点火時期を進
角させることにより、点火時期を常にノック限界付近に
制御し、エンジンの燃費、出力特性を最大限に引き出す
ものである。（例えば、特開昭５６−１１５８６１号公
報）。

このようなノックコントロールシステムにおいて、ノッ
ク判定レベルは極めて重要な意味を持つ。ノック判定レ
ベルが大きすぎる場合には、ノックが発生しているにも
かかわらず検出されないので点火時期は進角し、ノック
が多発し、ひいてはエンジンの破損にもつながる。逆に
ノック判定レベルが小さすぎる場合には、ノックが発生
していないにもかかわらず点火時期は遅角し、エンジン
の出力を十分に引き出せなくなる。

従来は適切なノック判定レベルを作成するために、例え
ば、ノックセンサ信号を積分回路を通した後の出力に、
エンジン回転数ごとにわらかじめ綿密に適当した定数Ｋ
（以下Ｋ値と記す）を乗じて、さらにオフセット電圧を
加えて作成している。

しかしながら、同じエンジン機種においても製作上の誤
差があるため、Ｋ値を綿密に適合したにもかかわらず、
ノック判定レベルが不適当なレベルに設定され、正確な
ノック検出ができなくなる場合がある。

このように従来のノックコントロールシステムにおける
ノック判定レベルの作成法には、綿密なＫ値適合を要
し、しかもエンジンの製作誤差により正確なノック検出
ができなくなるという問題点がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点に鑑み、エンジン燃焼時のノックセ
ンサ出力信号の所定区間における最大値Ｖを対数変換し
た値ＬＯＧ（Ｖ）の分布形状からノックの発生状態を判
断することができるという本発明者が発見した実験的事
実に基づいてノック判定レベルを自動的に補正すること
により、綿密なＫ値適合を必要とせず、かつ、エンジン
の製作誤差にかかわらず正確なノック検出が可能である
従来にないノッキング制御方法及び装置の提供を目的と
する。

〔発明の概要〕

本発明は大きく分けて次の２つの部分より成立ってい
る。第１は、ノック信号の情報により、ノック判定レベ
ルを適正値に補正するための基本的なアルゴリズムの提
示である。すなわち、ノックセンサの１サイクル毎の最
大値を対数変換し、これを多数サンプリングして得られ
た分布形状から現在のノック判定レベルの適否を判断
し、望ましい方向へノック判定レベルを補正するという
基本的なアルゴリズムの提供である。

第２は、この基本的なアルゴリズムにのっとり、それを
より簡単に、より低コストで実現するための実際的な方
法及び装置の提供である。すなわち、基本的なアルゴリ
ズムから引き出された結論を基にすれば、センサ信号を
必ずしも対数変換する必要はなく、掛算および割算でも
ってこのアルゴリズムを置換することができ、従って処
理をより簡単化することができる。しかも、この第２の
項目の中には、多数のＲＡＭ容量（データの一時記憶場
所）を使用せずにセンサ信号の多サイクル分布形状を知
り得る方法が含まれている。

まず、本発明の技術的論拠について説明する。一般に、
定常運転状態におけるエンジン燃焼時のノックセンサ出
力信号の所定区間における最大値Ｖ（ピーク値）Ｖを気
筒別に多数個サンプリングしてできる度数分布は第２図
のようになる。この分布を上側確率を縦軸とした累積分
布に書き直したものが第３図である。

本発明者はこのような累積分布をさらに第４図のように
書き直すことにより、最大値Ｖの分布が持つ特有の性質
を発見した。

第４図において、縦軸はノックセンサ出力信号の最大値
Ｖを対数変換した値ＬＯＧ（Ｖ）である。同図横軸は正
規分布表により、累積分布の上側％点（上側確率がその
％値となる点）を正規分布における偏差と標準偏差の比
ｕに対応させたものである。

すなわち、横軸ｕは次式で定義される。

ここで、ｘ＝ＬＯＧ（Ｖ） μ＝（すなわちＬＯＧ（Ｖ）の平均値） σ＝σ（ｘ）（すなわちＬＯＧ（Ｖ）の標準偏
差）この定義式を第４図に対応させると、第４図の直線の傾
きがσに相当し、ｕ＝０におけるＬＯＧ（Ｖ）の値がμ
に相当する。第３図のような累積分布を第４図の座標に
従って書き直すには、例えば（上側）５％点のデータが
Ｖ_５であったとすれば正規分布表よりｕ＝1.6を求め、
（1.6、ＬＯＧ（Ｖｓ））という点をプロットするとい
う作業を各％点について行えばよい。

第４図中(a)、(b)はそれぞれノックが全く発生していな
い時及びノックがある頻度で発生している時のＬＯＧ
（Ｖ）の分布を示すものである。(a)が１本の直線で表
されることは、この分布が一つの正規分布に従っている
ことを意味する。また、(b)はある変曲点Ｐで傾きが変
わっており、この分布が異なる２つの正規分布よりなっ
ていることがわかる。

また、(b)において変曲点Ｐより左側の直線の傾きは(a)
の傾きとほとんど変わらず、右側の直線の傾きは(a)の
傾きより２倍程度大きい。そして、変曲点Ｐはノックの
発生頻度が大きいほど図の左側へ移る。これらのことか
ら(a)及び(b)の変曲点Ｐより左側の分布はノックが発生
していない正常燃焼時特有の分布であり、(b)の変曲点
Ｐより右側の分布はノック発生時特有の分布であると考
えられる。

本発明者はこのような特性が、特定のエンジンのみにみ
られる現象ではなく、エンジン全般に渡ってみられる現
象であることを確認した。参考として、実験データの一
例を第５図に示す。また、(a)の傾き及びノックが発生
している時に現れる変曲点Ｐより右側の傾きもエンジン
機種によってあまり変わらない。これら２つの傾きは後
者の方が前者より２倍程度大きいので、毎点火ノックが
発生しているような最悪な状態では、分布が後者の傾き
を持つ正規分布になると考えられるが、その分布をノッ
クが発生していない時の分布と誤認することはない。

以上のような理由によりノックセンサ出力信号の最大値
Ｖを対数変換した値ＬＯＧ（Ｖ）の分布からノックの発
生状態を判断することができる。そして、その判断結果
にもとづいてノック判定レベルを補正すれば常に正確な
ノック判定レベルを作成できる。

こうして、確かにＬＯＧ（Ｖ）よりノックの発生状態を
判断することはできるのであるが、対数変換器のような
高価な装置を必要としたり、また、ＬＯＧ（Ｖ）の分布
を把握するのに長い時間と多数のＲＡＭを要するので、
さらに工夫する必要がある。

そこで、本発明者は前述したＬＯＧ（Ｖ）の分布形状の
特性を利用してノック判定レベルを補正するための簡単
な方法として次のような方法を考案した。

ノックがまったく発生していない時の分布は上述のごと
く第６図(a)のようになる。ここで、例えば分布の１０
％点、５０％点、９０％点の値をそれぞれＶ_１０、Ｖ
_５０、Ｖ_９０とすると、ＬＯＧ（Ｖ_１０）−ＬＯＧ（Ｖ_５０）＝ＬＯＧ（Ｖ_５０）−ＬＯＧ（Ｖ_９０）なる関係式が成り立つ。この式は次のようになおすこと
ができる。

Ｖ_１０／Ｖ_５０＝Ｖ_５０／Ｖ_９０ ……(1) また、ノックは発生しているが、その頻度が小さい時に
は第６図(b)のようになり、(1)式は成り立つ。

しかし、ノックが頻繁に発生している時の分布は第６図
(c)のようになり、Ｖ_１０／Ｖ_５０＞Ｖ_５０／Ｖ_９０ ……(2) となる。

言い換えればＶ_１０、Ｖ_５０、Ｖ_９０の関係が(1)式の
ようであればノックの発生頻度は小さすぎると判断し、
逆に(2)式のようであればノックの発生頻度が大きすぎ
ると判断することができる。

次にＶ_１０、Ｖ_５０、Ｖ_９０の簡単な求め方について説
明する。例えば今回とりこまれた最大値Ｖに対して、Ｖ
＞Ｖ_１０ならばΔＶ_１０を設定値としてＶ_１０＝Ｖ_１０
＋９×ΔＶ_１０、Ｖ＜Ｖ_１０ならばＶ_１０＝Ｖ_１０−１
×ΔＶ_１０というようにＶ_１０の変化量の比を９倍にす
ることにより、Ｖ_１０は分布の上位１０％点に一致する
ような値となる。すなわち、もし、Ｖ_１０が今、実際に
上位１０％点の値であれば、Ｖ＞Ｖ_１０なる確率は0.1
であり、Ｖ＜Ｖ_１０なる確率は0.9であるので、とりこ
まれるＶに対してＶ_１０の変化量の期待値は９×0.1−
１×0.9＝０となり、今の値に安定する。また、Ｖ_１０
が今上位１０％点の値より小さく、例えば上位２０％点
の値であったならば、Ｖ＞Ｖ_１０なる確率は0.2であ
り、Ｖ＜Ｖ_１０なる確率は0.8であるので、Ｖ_１０の変
化量の期待値は1.8−0.8＝１となり、Ｖ_１０は大きくな
る方向へ変化し上位１０％点の値に落ち着く。同様にＶ
_１０が今上位１０％点の値より大きな時はＶ_１０の変化
量の期待値は負となり、小さくなる方向へ変化し上位１
０％点の値に落ち着く。

また、Ｖ_５０についてはＶ＞Ｖ_５０の場合とＶ＜Ｖ_５０
の場合の変化量の比を１倍にすればよく、Ｖ_９０につい
ては１／９倍にすればよい。この方法を使えば分布の任
意の％点の値を簡単に求めることができる。

また、それぞれの変化量は一定の値とするよりもノック
センサ出力に応じた値である方がよい。例えばＶ_５０は
次のようにして求めてもよい。ΔＶ_５０をＶとＶ_５０の
差の平均とし、随時、 ΔＶ_５０＝（３×ΔＶ_５０＋｜Ｖ−Ｖ_５０｜）／４と求め、Ｖ＞Ｖ_５０ならばＶ_５０＝Ｖ_５０＋ΔＶ_５０／
４、Ｖ＜Ｖ_５０ならばＶ_５０＝Ｖ_５０−ΔＶ_５０／４と
する。

このようにして求められたＶ_１０、Ｖ_５０、Ｖ_９０につ
いて、例えば１２８サイクルごとにＶ_１０／Ｖ_５０とＶ
_５０／Ｖ_９０の値を算出して、その大小関係によりノッ
クの発生状態を判断してノック判定レベルを補正すれ
ば、正確なノック判定レベルを作成することができる。

また、ノックの発生頻度が小さい場合のＶ_１０とＶ_５０
の比はエンジン条件、エンジン機種が変わってもあまり
変わらないので、Ｖ_１０とＶ_５０の比がある所定値（例
えば、ノックが発生していない時のＶ_１０とＶ_５０の比
より少しだけ大きな値）になるようにノック判定レベル
を補正する方法も有効である。

また、ＬＯＧ（Ｖ）の分布形状の特性を利用してノック
判定レベルを補正するために、次のような方法も有効で
ある。この方法は、例えば最大値Ｖの分布の中央値Ｖ
_５０を求め、ある定数をＫ_０として、ＶがＶ＞Ｋ_０×Ｖ
_５０なる確率とＶ＜Ｖ_５０／Ｋ_０なる確率がノックが発
生している時といない時では異なることを利用した方法
である。

ノックがまったく発生していない時及びノックの発生頻
度が小さい時のＬＯＧ（Ｖ）の分布はそれぞれ第７図
(a)、(b)のようになる。このような状態ではＶ_５０／Ｋ
_０＜Ｖ＜Ｋ_０×Ｖ_５０の範囲内でＬＯＧ（Ｖ）の分布の
直線性が保たれているためＶ＞Ｋ_０×Ｖ_５０なる確率と
Ｖ＜Ｖ_５０／Ｋ_０なる確率は等しい。同図の例ではとも
に２％である。

逆にノックが頻繁に発生している時のＬＯＧ（Ｖ）の分
布は同図(c)のようになり、Ｖ＞Ｋ_０×Ｖ_５０なる確率
はＶ＜Ｖ_５０／Ｋ_０なる確率より大きくなる。同図の例
ではそれぞれ１６％、２％である。すなわち、Ｖ＞Ｋ_０
×Ｖ_５０なる確率とＶ＜Ｖ_５０／Ｋ_０なる確率によりノ
ックの発生状態を判断することができるわけである。

また、ノックが発生していない時にＶ＞Ｋ_０×Ｖ_５０な
る頻度はエンジン条件、エンジン機種によりあまり変わ
らないので、この頻度がある所定値（ノックが発生して
いない時にＶ＞Ｋ_０×Ｖ_５０となる頻度より少しだけ大
きな値）になるようにノック判定レベルを補正する方法
も有効である。

さらに以上に述べた方法において、ノック判定レベル
を、Ｖの分布のある％点の値に四則演算を施して、例え
ば、Ｋ×Ｖ_５０として作成してもよい。

以上、本発明の目的、根拠及び基本原理を説明したのの
て、次に本発明方法を実現するための装置の構成につい
て説明する。第１図はその全体構成図であり、Ａは内燃
機関Ｈに発生するノッキングを検出するノックセンサ、
ＥはこのノックセンサＡの出力信号によりノッキングを
判定するノック判定手段、Ｆはこの判定結果及び機関状
態信号に応じて点火時期あるいは過給圧等のノック制御
要因を制御するための制御値を演算し制御信号を発生す
る制御値演算手段、Ｇはこの制御信号に応じて前記ノッ
ク制御要因の値を変化させる駆動手段であり、さらに、
Ｂはノックセンサ信号の所定区間における最大値Ｖを検
出するピークホールド手段、Ｃはこの最大値Ｖの略対数
変換値ＬＯＧ（Ｖ）の分布形状を判定する分布形状判定
手段、Ｅはこの分布形状が所定の形状になるようにノッ
ク判定手段におけるノック判定レベルを補正する判定レ
ベル補正手段である。

〔実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例により説明する。第８図
は本発明の一実施例を示す構成図である。第８図におい
て、１は４気筒４サイクルエンジン、２はエアクリー
ナ、３はエンジンの吸入空気量を検出しこれに応じた信
号を出力するエアフローメータ、４はスロットル弁、５
はエンジンの基準クランク角度位置（たとえば上死点）
を検出するための基準角センサ５Ａと、エンジンの一定
クランク角度毎に出力信号を発生するクランク角センサ
５Ｂを内蔵したディストリビュータである。６はエンジ
ンのノック現象に対応したエンジンブロックの振動を圧
電素子式（ピエゾ素子式）、電磁式（マグネット、コイ
ル）等によって検出するためのノックセンサ、７はノッ
クセンサの出力を気筒毎にピークホールドするピークホ
ールド回路部である。９はエンジンの冷却水温に応じた
信号を発生する水温センサ、１２はスロットル弁４が全
閉状態であるときに信号を出すための全閉スイッチ（ア
イドルスイッチ）、１３はスロットル弁４がほぼ全開状
態であるときに信号を出力するための全開スイッチ（パ
ワースイッチ）、１４は排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）が
理論空燃比に比べて濃い（リッチ）か薄い（リーン）か
に応じて出力信号を発生するＯ_２センサである。

８は前記各センサ及び各スイッチからの入出力信号状態
に応じてエンジンの点火時期及び空燃比を制御するため
の点火時期制御回路、１０は制御回路８から出力される
点火時期制御信号を受けてイグニションコイルへの通電
遮断を行うイグナイタ及びイグニションコイルである。
イグニションコイルで発生した高電圧はディストリビュ
ータ５の配電部を通して適切な時期に所定の気筒の点火
プラグに引火される。１１は制御回路８で決定された燃
料噴射時間（τ）に基づいて吸気マニホルドに燃料を噴
射するためのインジェクターである。

次に第９図を用いてピークホールド回路部７の詳細構成
を説明する。第９図の７０１はノックセンサ６の出力信
号をノック周波数成分のみ選別して取出すためのバンド
パス、ハイパス等のフィルタ、７０２は増幅器、７０３
は制御回路８からの気筒切換信号を基に７０２より出力
されるノックセンサの信号を例えばコンデンサ等により
ピークホールドをするピークホールド回路である。

次に制御回路８の詳細構成及び動作を第１０図に従って
説明する。第１０図において８０００は点火時期及び燃
料噴射量を演算するための中央処理ユニット（ＣＰＵ）
で８ビット構成のマイクロプロセッサを用いている。８
００１は制御プログラム及び演算に必要な制御定数を記
憶しておくための読み出し専用の記憶ユニット（ＲＯ
Ｍ）、８００２はＣＰＵ８０００がプログラムに従って
動作中演算データを一時記憶するための一時記憶ユニッ
ト（ＲＡＭ）である。８００３は同じくクランク角セン
サ５Ｂの出力信号を波形成形するための波形整形回路で
ある。

８００５は外部あるいは内部信号によってＣＰＵに割り
込み処理を行わせるための割込制御部、８００６はＣＰ
Ｕ動作の基本周期となるクロック周期毎にひとつずつカ
ウント値が上がるように構成された１６ビットのタイマ
である。このタイマ８００６と割込制御部８００５によ
ってエンジン回転数、及びクランク角度位置が次のよう
にして検出される。すなわち基準角センサ５Ａの出力信
号により割込みが発生するごとにＣＰＵはタイマのカウ
ント値を読み出す。タイマのカウント値はクロック周期
（たとえば１μｓ）毎に上っていくため、今回の割込時
のカウント値と先回の割込時のカウント値との差を計算
することにより、基準角センサ信号の時間間隔すなわち
エンジン１回転に要する時間が計測できる。こうしてエ
ンジン回転数が求められる。また、クランク角度位置
は、クランク角センサ５Ｂの信号が一定クランク角度
（たとえば３０℃Ａ）毎に出力されるので基準角センサ
５Ａの上死点信号を基準にしてそのときのクランク角度
を３０℃Ａ単位で知ることができる。この３０℃Ａ毎の
クランク角度信号は点火時期制御信号発生の基準点と、
ピークホールド回路の気筒切換信号に使用される。

８００７は複数のアナログ信号を適時切換えてアナログ
−デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）８００８に導くため
のマルチプレクサであり、切換時期は出力ポート８０１
１から出力される制御信号により制御される。本実施例
においては、アナログ信号としてノックセンサ信号のピ
ークホールド回路部７からの出力信号と、エアフローメ
ータ３からの吸入空気量信号及び水温センサ９からの水
温信号が入力される。８００８はアナログ信号をデジタ
ル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器である。８００９
はデジタル信号のための入力ポートであり、このポート
には本実施例の場合アイドルスイッチ１２からのアイド
ル信号、パワースイッチ１３からのパワー信号、Ｏ_２セ
ンサ１４からのリッチリーン信号が入力される。８０１
０はデジタル信号を出力するための出力ポートである。
この出力ポートからはイグナイタ１０に対する点火時期
制御信号、インジェクタ１１に対する燃料噴射信号、ピ
ークホールド回路７に対する気筒切換信号、マルチプレ
クサ１１に対する制御信号が出力される。８０１１はＣ
ＰＵバスであり、ＣＰＵはこのバス信号線に制御信号及
びデータ信号を乗せ、周辺回路の制御及びデータの送受
を行う。

以上、本発明を実現するための装置の構成について説明
したので、以下、第１１図のフローチャートを例として
点火時期の演算、ノック判定及びノック判定レベルの補
正について説明する。

エンジンが起動し点火時期演算の割り込みが行われる
と、ステップ１００より割り込みがスタートされる。ス
テップ１０１でエンジン状態としてのエンジン回転数Ｎ
ｅ、負荷Ｑ／Ｎｅ（Ｑは吸入空気量）等の情報により基
本点火時期が算出される。ステップ１０２でノックセン
サ出力信号の所定区間内における前述の最大値Ｖが気筒
別に読み込まれる。ステップ１０３でＶの分布の前記％
点が算出される。ステップ１０３の内容は後に詳細に説
明する。

ステップ１０４でエンジンの状態がノックコントロール
を行う状態であるか否かを負荷等から判断し、ＮＯの場
合はステップ１１０へ進み点火時期がセットされる。ス
テップ１０４でＹＥＳと判断された場合はステップ１０
５へ進み、気筒別のノック判定レベルＶｒｅｆを、例え
ば前述のように、Ｖｒｅｆ＝Ｋ×Ｖ_５０なる演算式より求める。

ステップ１０６でＶ＞Ｖｒｅｆならばノックが発生した
ものと判定して、ノックフラグを“Ｈ”にする。この結
果に応じてステップ１０７で遅角量演算を行い、ステッ
プ１０８で点火時期を算出する。

そして、ステップ１０９へ進みノック判定レベルの補正
が行われる。このステップ１０９の内容は後に詳細に説
明する。次にステップ１１０へ進み、点火時期がセット
され、ステップ１１１でメインルーチンへ復帰する。

以上、本発明を実施するための点火時期の演算、ノック
判定及びノック判定レベルの補正の全体的な流れを説明
したので、次に第１２、１３、１４、１５図のフローチ
ャートにより、本発明の主要部であるＶの分布の％点を
算出するステップ１０３及びノック判定レベルを補正す
るステップ１０９について３つの実施例を用いて説明す
る。

第１２図に示した第１の実施例はＶの分布の１０％点、
５０％点、９０％点という３つの％点の値の比の関係よ
り、ノック判定レベルを補正する方法である。便宜上、
第１１図のステップ１０３に対応する部分を１０３−Ｘ
と表し、ステップ１０９に対応する部分を１０９−Ｘと
表す。

ステップ１０３−ＸはＸ−１〜Ｘ−９のステップよりな
る。ステップＸ−１で今回読み込まれた最大値ＶとＶの
分布の１０％点の値を求めるためのＶ_１０（気筒別にＲ
ＡＭに格納されている）とについて、Ｖ＞Ｖ_１０の判断
を行い、ＹＥＳの場合はステップＸ−２へ進み、前述の
ようにＶ_１０＝Ｖ_１０＋９×Ｖ_１０とし、ＮＯの場合は
ステップＸ−３へ進み、Ｖ_１０＝Ｖ_１０−ΔＶ_１０とす
る。こうすることによりＶ_１０は分布の上位１０％点の
値に落ち着く。次にステップＸ−４へ進み、Ｖ＞Ｖ_５０
を判定しＹＥＳの場合はステップＸ−５へ進み、Ｖ_５０
＝Ｖ_５０＋ΔＶ_５０とし、ＮＯの場合はステップＸ−６
へ進み、Ｖ_５０＝Ｖ_５０−ΔＶ_５０とする。こうするこ
とによりＶ_５０は分布の中央値に落ち着く。次にステッ
プＸ−７へ進み、Ｖ＞Ｖ_９０の判定を行いＹＥＳの場合
はステップＸ−８へ進み、Ｖ_９０＝Ｖ_９０＋ΔＶ_９０と
し、ＮＯの場合はＶ_９０＝Ｖ_９０−９×ΔＶ_９０とす
る。こうすることによりＶ_９０は分布の上位９０％点に
落ち着く。

このようなステップで分布の％点の値が求められる。

次に第１１図のステップ１０９に対応するステップ１０
９−Ｘについて説明する。ステップ１０９−Ｘはステッ
プＸ−１０〜Ｘ−１５よりなる。

ステップＸ−１０でエンジン回転数、負荷Ｑ／Ｎｅの変
動により、エンジンが定常運転状態であるか否かを判定
し、ＮＯの場合はステップＸ−１５へ進む。ステップＸ
−１０においてＹＥＳの場合はステップＸ−１１へ進
み、Ｎ＝Ｎ＋１としてサイクル数をカウントする。ステ
ップＸ−１２では、定常運転状態が所定のサイクル数Ｎ
ｏだけ続いたか否かを判定する。ここで、ＹＥＳの場合
はステップＸ−１３へ進み、Ｖ_１０／Ｖ_５０＞Ｖ_５０／
Ｖ_９０の判断を行う。ＮＯの場合は第１１図のステップ
１１０へ進む。ステップＸ−１３でＹＥＳと判断された
場合はステップＸ−１４へ進み、ノック判定レベルを設
定値ΔＶに対しＶｒｅｆ＝Ｖｒｅｆ−ΔＶとし、ＮＯと
判断された場合はステップＸ−１５へ進み、Ｖｒｅｆ＝
Ｖｒｅｆ＋Ａ×ΔＶとする。ここで、Ａには１より大き
な値を設定しておく。

このようにノック判定レベルＶｒｅｆを小さくなる方向
へ補正する量ΔＶより大きくなる方向へ補正する量Ａ×
ΔＶを大きくする理由は、ノックの発生頻度が小さい時
はステップＸ−１３においてＹＥＳと判断される確率と
ＮＯと判断される確率が等しくなるが、そのような場合
にノック判定レベルが大きくなる方向へ補正されるよう
にするためである。こうしてノック判定レベルを補正し
て、ステップＸ−１５へ進み、前記カウント値Ｎを０に
する。

次に、第２の実施例について説明する。この方法は、前
述のようにＶの分布の中央値Ｖ_５０を求め、ある定数を
Ｋ_０として、Ｖ＞Ｋ_０×Ｖ_５０なる確率とＶ＜Ｖ_５０／
Ｋ_０なる確率よりノック判定レベルを補正する方法であ
る。

第１３図のフローチャートに分布の中央値Ｖ_５０を求め
る方法の一例を示す。このフローチャートは第１１図の
ステップ１０３に対応するため、便宜上ステップ１０３
−Ｙと表すこととする。ステップ１０３−Ｙはステップ
Ｙ−１〜Ｙ−４よりなる。

ステップＹ−１はサイクル毎に読み込まれるＶとＶ_５０
との差の絶対値の平均Ｄを、前サイクルまでのＤと今サ
イクルのＶとＶ_５０との差の絶対値により、Ｄ＝Ｄ×３／４＋｜Ｖ−Ｖ_５０｜／４と求める。ステップＹ−２ではＶ＞Ｖ_５０の判断を行
い、ＹＥＳの場合はステップＹ−３へ進み、Ｖ_５０＝Ｖ
_５０＋Ｄ／４とし、ＮＯの場合はステップＹ−４へ進
み、Ｖ_５０＝Ｖ_５０−Ｄ／４とする。こうすることによ
りＶ_５０はＶの分布の中央値に落ち着く。

この方法でＶの変化量にＶとＶ_５０の差の絶対値の平均
Ｄを用いた理由は、Ｖ_５０の変化量を過渡運転状態では
大きくしてＶ_５０がすばやく分布の中央値に達するよう
にし、定常運転状態では変化量を小さくしてＶ_５０を安
定させるためである。もちろん第１の実施例のステップ
１０３−ＸでＶ_１０、Ｖ_５０、Ｖ_９０を求める際に、こ
の方法を利用することは有効である。

次に、第１４図のフローチャートを用いてこのＶ_５０に
よるノック判定レベルの補正について説明する。この部
分は第１１図のフローチャートでステップ１０９に対応
するものであり、便宜上ステップ１０９−Ｙと表す。ス
テップ１０９−ＹはステップＹ−５〜Ｙ−１７よりな
る。

ステップＹ−５でエンジンが定常運転状態であるか否か
を判断し、ＹＥＳの場合はサイクル数のカウンタをＮ＝
Ｎ＋１とする。ＮＯ場合はステップＹ−１７へ進み、各
カウンタを初期値化する。

ステップＹ−７で、Ｖ＞Ｋ_０×Ｖ_５０の判断を行い、Ｙ
ＥＳの場合はステップＹ−８へ進み、Ｅ＝Ｅ＋１とし、
ステップＹ−１１へ進む。ステップＹ−７でＮＯと判断
された場合にはステップＹ−９へ進み、Ｋ_０×Ｖ＜Ｖ
_５０の判断を行う。ここで、ＹＥＳの場合はステップＹ
−１０へ進み、Ｆ＝Ｆ＋１とし、ステップＹ−１１へ進
む。ステップＹ−９でＮＯと判断された場合にはステッ
プＹ−１１へ進む。ステップＹ−１１で、サイクル数Ｎ
が所定値ＮＯ以上になったか否かの判断を行い、ＹＥＳ
の場合はステップＹ−１２へ、ＮＯの場合は第１１図の
ステップ１１０へ進む。

ステップＹ−１２で、Ｖ＞Ｋ_０×Ｖ_５０となった回数Ｅ
が所定値Ｅ_ＭＩＮより大きいか否かの判断を行い、大き
い場合はステップＹ−１３へ、大きくない場合はステッ
プＹ−１７へ進む。すなわち、Ｅが所定値Ｅ_ＭＩＮより
大きくない場合には、ノック判定レベルの補正を行わな
いようにしている。ステップＹ−１３でＥが所定値Ｅ
_ＭＡＸより小さいか否かの判断を行い、ＹＥＳの場合は
ステップＹ−１４へ、ＮＯの場合はステップＹ−１５へ
進む。ステップＹ−１４でＥからＦを減じた値が所定値
Ｇより大きいか否かの判断を行い、ＹＥＳの場合はステ
ップＹ−１５へ進み、ＮＯの場合はステップＹ−１６へ
進む。

ステップＹ−１５でノック判定レベルＶｒｅｆを所定量
ΔＶだけ小さくする。ステップＹ−１６ではノック判定
レベルを所定値ΔＶだけ大きくしている。次に、ステッ
プＹ−１７へ進み、Ｎ、Ｅ、Ｆを０にする。

この第２の実施例について補足説明を加える。ステップ
Ｙ−１３でＮＯと判断された場合、ステップＹ−１４の
判断にかかわらずノック判定レベルを小さくする理由
は、Ｅが非常に大きい場合はノックが頻繁に発生してい
る場合に限られるからである。ステップＹ−１４におい
て、Ｇ（Ｇ＞０）というしきい値を設けた理由は、ノッ
クの発生頻度が小さい場合には、Ｅ−Ｆ＞０なる確率と
Ｅ−Ｆ＜０なる確率は等しくなるが、そのような場合に
ノック判定レベルを大きくなる方向へ補正するためであ
る。またＫ_０の値としては２程度が良い。

次に説明する第３の実施例はノック判定レベルＶｒｅｆ
をＶｒｅｆ＝Ｋ×Ｖ_５０と作成し、Ｖ＞Ｖｒｅｆなる確
率とＶ＜Ｖ_５０／Ｋなる確率を考慮して、Ｋ値を補正す
ることにより、ノック判定レベルを補正する方法であ
る。基本的な考え方は第２の実施例と同じであり、これ
を簡略化したものである。第１１図のステップ１０３に
対応する部分は第２の実施例のステップ１０３−Ｙと同
じで良いので、説明を省略し、ステップ１０９に対応す
る部分を便宜上ステップ１０９−Ｚと表わし第１５図の
フローチャートを用いて説明する。

ステップ１０９−ＺはステップＺ−６〜Ｚ−１３よりな
る。ステップＺ−５でエンジンが定常運転状態であるか
否かの判断を行い、ＹＥＳの場合はステップＺ−６へ進
み、ＮＯの場合は第１１図のステップ１１０へ進む。ス
テップＺ−６でノックフラグが“Ｈ”であるか否かを判
断し、すなわち、Ｖ＞Ｋ×Ｖ_５０であったか否かを判断
し、ＹＥＳの場合はステップＺ−７へ進み、ＮＯの場合
はステップＺ−１０へ進む。ステップＺ−７でＫの値を
所定量Δ_１だけ小さくする。次にステップＺ−８へ進
み、Ｋが所定値Ｋ_ＭＩＮより小さいか否かを判断し、Ｙ
ＥＳの場合はステップＺ−９へ進み、ＮＯの場合は第１
１図のステップ１１０へ進む。ステップＺ−９ではＫ＝
Ｋ_ＭＩＮとする。

ステップＺ−６でＮＯと判断された場合には、ステップ
Ｚ−１０へ進み、Ｋ×Ｖ＜Ｖ_５０の判断を行う。ここ
で、ＹＥＳの場合はステップＺ−１１へ、ＮＯの場合は
第１１図のステップ１１０へ進む。ステップＺ−１１で
Ｋの値を所定量Δ_２だけ大きくする。次に、Ｚ−１２へ
進みＫが所定値Ｋ_ＭＡＸより大きいか否かの判断を行
い、ＹＥＳの場合はステップＺ−１３へ、ＮＯの場合は
第１１図のステップ１１０へ進む。ステップＺ−１３で
はＫ＝Ｋ_ＭＡＸとする。

この第３の実施例について補足説明を加える。ステップ
Ｚ−７におけるＫの補正量Δ_１とステップＺ−１１にお
けるＫの補正量Δ_２の関係はΔ_２の方が少しだけ大きく
なるように設定する。例えば、Δ_１＝１／３２、Δ_２＝
１／１６とする。こうする理由はノックの発生頻度が小
さい場合にはＶ＞Ｋ×Ｖ_５０なる確率とＶ＜Ｖ_５０／Ｋ
なる確率が等しくなるが、そのような場合に、ノック判
定レベルを大きくなる方向へ補正するためである。な
お、Ｋの初期値としては２程度が良い。

〔発明の効果〕

以上、詳細に述べたように本発明は、エンジン燃焼に伴
う振動が持つ性質そのものを利用してノック判定レベル
を補正するため、綿密なＫ値適合を必要とせず、かつ、
エンジンの製作誤差にかかわらず、常に正確なノック検
出が可能な新しいノッキング制御方法及び装置を提供す
ることができる。

また、本発明を実施するに際しては、エンジン燃焼時の
ノックセンサ出力信号の最大値が得られればよいので、
従来のノックコントロールシステムを大幅に変更する必
要はなく、点火時期制御手段の処理内容を若干変更する
だけでよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる装置の構成を明示するための全体
構成図、第２図はノックセンサ出力信号の最大値Ｖの度
数分布図、第３図はＶの累積分布図、第４図は正規分布
における偏差と標準偏差の比ｕとＬＯＧ（Ｖ）の関係を
示す図、第５図はＬＯＧ（Ｖ）の実験データの一例を示
す特性図、第６図、第７図は本発明の原理を説明する
図、第８図は本発明を実施するための装置の一実施例を
示す図、第９図はピークホールド回路部の構成図、第１
０図は第８図中の制御回路の詳細構成図、第１１図は本
発明における点火時期演算、ノック判定およびノック判
定レベルの補正手順を示すフローチャート、第１２図は
第１１図中のステップ１０３、１０９の第１の実施例を
示すフローチャート、第１３図、第１４図は第１１図中
のステップ１０３、１０９の第２の実施例を示すフロー
チャート、第１５図は第１１図中のステップ１０９の第
３の実施例を示すフローチャートである。１……エンジン，５……ディストリビュータ，６……ノ
ックセンサ，７……ピークホールド回路部，８……点火
時期制御回路，１０……イグナイタおよびイグニッショ
ンコイル，７０３……ピークホールド回路，８０００…
…中央処理ユニット，８００１……ＲＯＭ，８００２…
…ＲＡＭ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関に発生するノッキングをノックセ
ンサにより検出し、このノックセンサの出力信号により
ノッキングを判定し、この判定結果に応じて点火時期あ
るいは過給圧等のノック制御要因を制御するための制御
信号を発生し、この制御信号に応じて前記ノック制御要
因を制御する内燃機関用ノッキング制御方法において、
前記ノックセンサ信号の所定区間における最大値Ｖの略
対数変換値ＬＯＧ（Ｖ）の分布形状が所定の形状になる
ようにノック判定レベルを作成することを特徴とする内
燃機関用ノッキング制御方法。
【請求項２】内燃機関に発生するノッキングを検出する
ノックセンサと、このノックセンサの出力信号によりノ
ッキングを判定し、この判定結果に応じて点火時期ある
いは過給圧等のノック制御要因を制御するための制御信
号を発生する制御信号発生手段と、この制御信号に応じ
て前記ノック制御要因の値を変化させる駆動手段とを備
える内燃機関用ノッキング制御装置において、前記ノッ
クセンサ信号の所定区間における最大値Ｖを検出するピ
ークホールド手段と、この最大値Ｖの略対数変換値ＬＯ
Ｇ（Ｖ）の分布形状を判定する分布形状判定手段と、こ
の分布形状が所定の形状になるようにノック判定レベル
を補正する判定レベル補正手段とを備えることを特徴と
する内燃機関用ノッキング制御装置。