JPH0680305B2 - 内燃機関のノツキング検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関のノッキング検出装置に係わり、特
に、ノックセンサの取付け位置に起因するノッキング検
出精度のばらつきを補正したノッキング検出装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 内燃機関、とりわけ火花点火を行うガソリンエンジンの
熱効率や比出力の増大を目的として圧縮比や給気圧力を
大きくしたような場合には、火花点火による火炎核の生
成と火炎伝播による全混合気の燃焼という正常な燃焼が
行われなくなる場合がある。例えば、内燃機関の燃焼室
内の未燃混合気（エンドガス）が自己着火して急激な燃
焼をおこすことにより燃焼室内に激しい圧力振動が生じ
て、金属的なたたき音（６〜8KHz）を発生する、いわゆ
るノッキング現象が引き起こされる。このようなノッキ
ングが発生すると、例えばピストン頂部にピッチングと
呼ばれる多数の針穴状を生じたり、ピストンや吸排気バ
ルブの溶損に至るような障害につながる。

以上のようなノッキングに伴う障害を未然に防止すると
ともに、出力・燃費を向上させるために燃焼室内の圧力
力、またはノッキング発生時の音、あるいはノッキング
に伴うシリンダブロックの振動等を検出することによっ
て、ノッキングの発生を検知し、点火時期を制御するノ
ックコントロールシステムが開発されている。例えば、
複数のノックセンサを備え、個々のノックセンサをマル
チプレクサを介してノッキング制御回路に接続させるこ
とにより、個々のシリンダのノッキングを検出して、複
数のシリンダに対して動作特性量を正確に制御するよう
に構成したものに特開昭56−132423号公報、複数のノッ
クセンサを用いる場合に、バックグラウンド信号検出用
の期間をより長く取ることにより正確なバックグラウン
ド信号を得ることを目的として、複数の振動検出素子を
機関本体の互いに異なる気筒近傍に装着し、該機関の各
気筒の上死点前の設定クランク角度範囲における上記各
振動検出素子からの電気信号の振幅平均値を各振動検出
素子毎に算出して記憶しておき、点火気筒に最も近い位
置の振動検出素子から点火後の所定クランク角度範囲内
で生じる電気信号の振幅値と当該振動検出素子の上記記
憶した平均値との大小を比較してノッキング発生の有無
を検出する方法であって、上死点前の上記設定クランク
角度範囲が各振動検出素子毎に互いに異なるように構成
したものに特開昭57−211036号公報、トルク変動及び失
火等によるドライバビリティ悪化を防止するとともに失
火による排気系の加熱を防止したノッキング制御を行う
ことを目的として、ノックセンサをエンジンの気筒群毎
に設け、該ノックセンサから異常信号が出力された場合
に全気筒同時にフェイルセーフ処理として点火時期を最
遅角側に制御したり、点い火時期を遅角側に制御すると
ともに空燃比をリッチにしたりするように構成したもの
に特開昭58−135365号公報、複数個のノックセンサのう
ちどのノックセンサが異常であるかを検出することを目
的として、エンジンアイドリング時においてノッキング
が発生したとき点火時期を遅らせるノッキング制御をノ
ックセンサ毎に相違させて行うとともに、エンジンアイ
ドリング時にノックセンサへ疑似ノッキング信号を供給
し、点火時期が遅れたか否かを検出するように構成した
ものに特開昭58−138263号公報、ノックセンサから遠い
気筒においてもノックセンサから近い気筒と同様にノッ
キングを抑制しつつ燃料消費率を改善することを目的と
して、複数の気筒におけるノッキングの発生を共通のノ
ックセンサにより検出し、ノックセンサから遠い方の気
筒あるいは遠い方のグループの全気筒の点火時期の進角
量の減少傾向をノックセンサに近い方の気筒あるいは近
い方のグループの全気筒の点火時期の進角量の減少傾向
より大きく設定するように構成したものに特開昭58−16
5573号公報、実際にノッキングが発生しているにもかか
わらず、取付け位置を制約されたノックセンサがノッキ
ングを検出できないため、そのままノッキングが継続す
ることの防止を目的として、特定の気筒にノックセンサ
を設け、特定の負荷以上においてこの気筒の点火時期を
他の気筒の点火時期に対して補正するように構成したも
のに特開昭59−183075号公報等が提案されている。

以上のような各ノックコントロールシステムは、ノック
センサの異常時の対策、あるいはノックセンサによりノ
ッキング検出を行い、点火時期等を制御してノッキング
の防止を図ったものである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述したようなノックコントロールシステム
において、ノッキングが発生した場合の点火時期制御等
によるノッキング防止に関しては、公知の内燃機関の制
御により比較的容易に行うことができる。このため、ノ
ックセンサによりノック信号を検出すること、および該
ノック信号に基づいてノッキングの発生を正確に判定す
ることが、ノックコントロールシステムの制御精度を決
定する重要な要因となっている。

ところで、内燃機関はその構造が対称的でないため、ノ
ッキングに伴う振動を検出するノックセンサを複数取り
付けた場合には、各センサの取り付け位置に起因して、
ノックセンサの出力信号レベルには差が生じる。特に内
燃機関前部にはタイミングベルト等が使用されており、
該内燃機関前部と後部とではノッキングに伴う振動検出
レベルに差が生じる。更に、ノッキング判定を行う場合
には、上記内燃機関の前部と後部ではノックセンサの出
力信号レベルのS/N比（シグナルノイズ比）にも差が生
じており、特に前部においてノイズの比率が高い。

このため、ある一定の振動に対して同程度に感応するノ
ックセンサを仮に複数備えることができたとしても、内
燃機関に該ノックセンサを実装する段階で、上述したよ
うに内燃機関の形状構造が非対称であるため、上記ノッ
クセンサの取り付け位置が同一条件となる場所に設定す
ることができず、該ノックセンサの取り付け位置に起因
するノックセンサの出力信号レベルの差が生じてしまう
という問題点があった。

また、上記のような理由により差を生じたノックセンサ
の出力信号レベルを扱う場合、該出力信号レベルを処理
する、例えばフィルタアンプ等の利得は、出力信号レベ
ルの高いノックセンサにより制限を受けるため、同一の
利得を有するフィルタアンプで上記複数のセンサの出力
信号レベルを処理した場合には、出力信号レベルの低い
ノックセンサに対して充分な利得を与えることができ
ず、ノッキング検出の精度の低下を招くという問題点も
あった。

さらに、ノックセンサの出力信号レベルに基づいて、ノ
ッキング判定基準を設定して、該ノッキング判定基準に
基づいてノッキング発生の判定を行う場合には、例え
ば、内燃機関のシリンダブロックの形状や各気筒間の振
動特性の差が存在するため、ノックセンサの取り付け位
置の相違に起因するノックセンサ出力信号のS/N比（シ
グナルノイズ比）が異なり、上記ノッキング発生の判定
を、各ノックセンサについて同一基準で行うと、判定精
度を損うという問題点もあった。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決する第１発明を、第１図に基づいて説
明する。第１図は第１発明の基本概念を示す構成図であ
る。

第１発明は、第１図に示すように、 内燃機関1aのノッキングに伴う振動を検出する振動検出
手段1bl〜1bnを該内燃機関1aの本体に複数設けた内燃機
関のノッキング検出装置において、 上記各振動検出手段1bl〜1bnに夫々対応して設けられ、
上記各振動検出手段1bl〜1bnの検出結果を上記各振動検
出手段1bl〜1bnの取り付け位置における振動検出特性に
応じて夫々補正する複数の調節手段1cl〜1cnと、 上記各調節手段1cl〜1cnから得られた過去複数回分の補
正後の検出結果を全て平均する平均値算出手段1dと、 上記平均値算出手段1dから得られる平均値に基づいてノ
ッキング判定基準値を算出するノッキング判定基準値算
出手段1eと、 上記各調整手段1cl〜1cnから得られる補正後の検出結果
と上記ノッキング判定基準値算出手段1eから得られるノ
ッキング判定基準値とを比較してノッキングの有無を判
定するとともにその結果を出力するノッキング判定手段
1fと、 を備えたことを特徴とする内燃機関のノッキング検出装
置を要旨とするものである。

さらに、上述した問題点を解決する第２発明を第２図に
基づいて説明する。第２図は第２発明の基本概念を示す
構成図である。

第２発明は第２図に示すように、 内燃機関2aのノッキングに伴う振動を検出する振動検出
手段2bl〜2bnを該内燃機関2aの本体に複数設けた内燃機
関のノッキング検出装置において、 上記各振動検出手段2bl〜2bnから得られた過去複数回分
の検出結果を全て平均する平均値算出手段2dと、 上記平均値算出手段2dから得られる平均値を、上記各振
動検出手段2bl〜2bnの取り付け位置における振動検出特
性に応じて夫々補正することにより、上記各振動検出手
段2bl〜2bn毎に対応したノッキング判定基準値を算出す
るノッキング判定基準値算出手段2eと、 上記各振動検出手段2bl〜2bnから得られる検出結果と上
記ノッキング判定基準値算出手段2eから得られる上記各
振動検出手段2bl〜2bnに対応したノッキング判定基準値
とを比較してノッキングの有無を判定するとともにその
結果を出力するノッキング判定手段2fと、 を備えたことを特徴とする内燃機関のノッキング検出装
置を要旨とするものである。

［作用］ 以上のように構成された第１発明および第２発明の作用
について、第１図および第２図に基づいて説明する。

内燃機関1a（2a）が運転開始されると、複数の振動検出
手段1bl〜1bn（2bl〜2bn）によりノッキングに伴う振動
が検出される。

そして、第１発明においては、まず、各振動検出手段1b
l〜1bnに夫々対応して設けられた複数の調節手段1cl〜1
cnが、各振動検出手段1bl〜1bnにより検出された検出結
果を、各振動検出手段1bl〜1bnの取り付け位置における
振動検出特性に応じて夫々補正し、平均値算出手段1d
が、各調節手段1cl〜1cnから得られた過去複数回分の補
正後の検出結果を全て平均する。そして、ノッキング判
定基準値算出手段1eが、平均値算出手段1dから得られる
平均値に基づいて１つのノッキング判定基準値を算出
し、ノッキング判定手段1fが、各調整手段1cl〜1cnから
得られる補正後の検出結果とノッキング判定基準値算出
手段1eから得られるノッキング判定基準値とを比較して
ノッキングの有無を判定するとともに、その結果を出力
する。

また、第２発明においては、平均値算出手段2dが、各振
動検出手段2bl〜2bnにより検出された過去複数回分の検
出結果を全て平均し、ノッキング判定基準値算出手段2e
が、平均値算出手段2dから得られる平均値を、各振動検
出手段2bl〜2bnの取り付け位置における振動検出特性に
応じて夫々補正することにより、各振動検出手段2bl〜2
bn毎に対応したノッキング判定基準値を算出する。そし
て、ノッキング判定手段2fが、各振動検出手段2bl〜2bn
から得られる検出結果と、ノッキング判定基準値算出手
段、2eにより算出された複数のノッキング判定基準値の
うちその振動検出手段2bl〜2bnに対応したノッキング判
定基準値とを比較して、ノッキングの有無を判定すると
ともに、その結果を出力する。

以上のように第１発明および第２発明の各構成要素が作
用することにより、本発明の技術的課題が解決される。

［実施例］ 次に、第１発明の好適な一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第３図は第１発明の内燃機関のノッキング検出装置を装
備した内燃機関のシステム構成図である。

同図において、直列６気筒エンジン１は第１気筒から第
６気筒までの各シリンダC1,C2,C3,C4,C5,C6を備えてお
り、各シリンダにはそれぞれ点火プラグP1,P2,P3,P4,P
5,P6が設けられている。また、点火に必要な高電圧は、
イグナイタIG1より出力されて、上記各気筒C1,C2,C3,C
4,C5,C6の各点火プラグP1,P2,P3,P4,P5,P6に、図示しな
いクランク軸と連動するカムシャフトを備えたディスト
リビュータDB1により分配供給される。

また、上記ディストリビュータDB1の内部には、該ディ
ストリビュータDB1のカムシャフトの1/24回転毎に、す
なわちクランク角０゜から30゜の整数倍毎に回転角信号
を出力する回転数センサを兼ねた回転角センサAS1と、
上記ディストリビュータDB1のカムシャフトの１回転毎
に、すなわち図示しないクランク軸の２回転毎に基準信
号を１回出力する気筒判別センサCS1が設けられてい
る。

なお、上記の回転角センサAS1および気筒判別センサCS1
の出力はエンジン制御を行う公知の８ビット（bit）マ
イクロコンピュータより構成される電子制御装置（以下
単にECUとよぶ。）20に入力される。また、該ECU20は上
記イグナイタIG1を駆動して直列６気筒エンジン１の点
火時期制御を行う。

直列６気筒エンジン１のシリンダブロックの２ケ所には
第１ノックセンサKS1,および第２ノックセンサKS2が配
設されている。該第１ノックセンサKS1,第２ノックセン
サKS2は２枚のPZT圧電素子を貼り合わせたバイモルフ構
造として、その一端を固定した片持ちばり構造をなし、
その固有振動数をノック周波数に合わせた共振型ノック
センサである。

第１ノックセンサKS1の出力信号は第１ノックセンサ用
フィルタアンプFA1に入力され、第２ノックセンサKS2の
出力信号は第２ノックセンサ用フィルタアンプFA2に入
力される。上記第１ノックセンサ用フィルタアンプFA1
および第２ノックセンサ用フィルタアンプFA2はそれぞ
れ第１ノックセンサKS1と第２ノックセンサKS2の直列６
気筒エンジン１のシリンダブロック上の取り付け位置の
相違に起因する出力レベルの差を、それぞれの抵抗値を
変更することによって利得を変化させて、補正するよう
に構成されている。このため、第１ノックセンサ用フィ
ルタアンプFA1と第２ノックセンサ用フィルタアンプFA2
は、上記第１ノックセンサKS1と第２ノックセンサKS2の
出力信号に対して、まず、濾波を行って特定周波数（ノ
ック周波数、例えば６［KHz］〜８［KHz］）の成分のみ
を抽出するとともに、上記両出力信号電圧を同程度の出
力レベル電圧に補正して後述するA/D変換器AD1の許容入
力電圧条件に適合するように信号処理を行う。

上記第１ノックセンサ用フィルタアンプFA1,第２ノック
センサ用フィルタアンプFA2の各出力信号は、マルチプ
レクサMP1,コンバレータCP1,およびA/D変換器AD1を介し
てノックコントロールコンピュータ（以下単にKCCとよ
ぶ。）10に入力される。マルチプレクサMP1は第１ノッ
クセンサKS1,第２ノックセンサKS2からの２系統の入力
信号を選択的にコンパレータCP1に出力する。コンパレ
ータCP1は、KCC10により設定された基準電圧（Ｏ［Ｖ］
よりわずかに高い電圧）と入力信号とを比較し、入力信
号が該基準電圧を低い方から高い方に変化する時刻を判
定してA/D変換を行うタイミングの基準を検出するとと
もに信号をA/D変換器AD1に出力する。A/D変換器AD1は、
入力されるアナログ信号をディジタル信号に変換してKC
C10に出力する。

次に、上記KCC10の構成を説明する。KCC10は、上述した
第１ノックセンサKS1,第２ノックセンサKS2から出力さ
れるデータを制御プログラムに従って入力および演算す
るとともに、上記ECU20との間で行われる各種データの
通信を制御するための処理を行う４ビット（bit）のセ
ントラルプロセッシングユニット（以下単にCPUとよ
ぶ。）10a,上記制御プログラムおよび初期データが格納
されているリードオンメモリ（下単にROMとよぶ。）10
b,KCC10に入力されるデータや演算制御に必要なデータ
が一時的に読み書きされるランダムアクセスメモリ（以
下単にRAMとよぶ。）10c,直列６気筒エンジン１のキー
スイッチが運転者によりOFFされた場合でも以後のノッ
クコントロール制御に必要なデータを保持できるように
バッテリによってバックアップされたバックアップラン
ダムアクセスメモリ（以下単にバックアップRAMとよ
ぶ。）10dを備えている。

また、KCC10には、上述した第１ノックセンサKS1,第２
ノックセンサKS2からの信号をマルチプレクサMP1,コン
パレータCP1およびA/D変換器AD1を介して入力信号をCPU
10aに送るとともに、CPU10aからのマルチプレクサMP1,A
/D変換器AD1への制御信号およびコンパレータCP1への基
準電圧を出力する入出力ポート10eが備えられるととも
に、上述した８ビット（bit）マイクロコンピュータよ
りなるECU20との間で各種データの通信を行う入出力ポ
ート10fも設けられている。

そして、KCC10は、上記各素子間への制御信号やデータ
の通路となるバスライン10g,およびCPU10aを始めROM10
b,RMA10c等へ所定の間隔で制御タイミングとなるクロッ
ク信号を送るクロック回路10hも有している。

次に、上記KCC10により実行されるノッキング判定処理
および1/4なまし処理を第４図および第５図に示す各フ
ローチャートに基づいて説明する。なお、括弧内の３桁
の数字は各処理のステップ番号を示す。

第４図に示すノッキング判定処理は、KCC10により実行
されるノック信号検出処理に引き続いて実行される。上
記ノック信号検出処理は、ECU20により実行される公知
のエンジン制御処理により、クランク角がノック判定区
間にあること、および点火を迎えた気筒があること、の
２条件を満足する状態に至った場合に、ECU20からの指
令に基づいてKCC10により実行される。該ノック信号検
出処理では点火を迎えた気筒に対応する第１ノックセン
サKS1,第２ノックセンサKS2のうちいずれかが選択され
て、上述した第１ノックセンサKS1,第２ノックセンサKS
2からのノック信号は、上述した第１ノックセンサ用フ
ィルタアンプFA1,第２ノックセンサ用フィルタアンプFA
2を介してマルチプレクサMP1により、上記の選択された
一方の対応するノックセンサからの信号がコンパレータ
CPU1に入力される。上述したように、ECU20からノック
判定区間の開始が指示されると、コンパレータCP1は、K
CC10により設定されて基準電圧と上記ノック信号電圧と
を比較して、該ノック信号電圧が上記基準電圧の低い方
から高い方に変化する時刻を検出する。ここで、ノック
信号電圧は所定の共振周波数で変動しているため、上記
時刻から共振周波数の周期の1/4だけ経過した時刻にお
いて共振する最大電圧値に到達する。この時刻におい
て、KCC10の指令によりA/D変換器AD1は該ノック信号をA
/D変換してKCC10の入出力ポート10eより取り込む。以
下、ECU20によりノック判定区間終了が指示されるまで
上述のようなノック信号検出処理を繰り返す。

この段階で第４図に示すノッキング判定処理がAD変換に
引き続いて起動される。まず、今回のノックセンサ信号
A/D変換値VADに1/16の重みをつけて平均化して1/16なま
し値VMADを（１）式のようにして算出する（100）。

VMAD＝（15/16） ×VMAD＋（1/16）×VAD …（１） 次に、第５図に示す1/4なまし処理が、直列６気筒エン
ジン１の点火毎に起動される。ここでは、上記ステップ
100で算出した1/16なまし値VMADに1/4の重みをつけて平
均化して1/4なまし値VMEANを（２）式のようにして算出
する（200）。

VMEAN＝ （3/4）×VMEAN＋（1/4）×VMAD …（２） 再び第４図に戻り、ステップ200で算出した1/4なまし値
VMEANに補正係数Ｋを掛けるとともにオフセット電圧補
正項VOFFを加算してノッキング判定基準値VREFを（３）
式のようにして算出する（103）。

VREF＝Ｋ×VMEAN＋VOFF …（３） 次に、今回検出したノックセンサ信号A/D変換値VADがス
テップ103で算出したノッキング判定基準値VREFを超え
るか否かが判定される（107）。この条件に該当する場
合、すなわちノッキングの発生が検出された場合には、
ステップ112に進む。ここではノック判定フラグXNOKを
セットする（112）。そして、ステップ116に進む。一
方、ステップ107の条件に該当しない場合、すなわちノ
ッキングの発生が検出されなかった場合には、ステップ
114に進む。ここでは、ノック判定フラグXNOKをリセッ
トする（114）。そして、ステップ116に進む。ステップ
116では、上記ステップ112あるいはステップ114でセッ
トまたはリセットしたノック判定フラグXNOKを、KCC10
はECU20に入出力ポート10fを介して出力して本処理を終
了する。なお、本処理は以後、A/D変換毎に繰り返してK
CC10により実行される。

さらに、ECU20は、上記ノック判定フラグXNOKの値に基
づいて公知の点火時期制御処理を行ってノッキングを防
止する。

なお、第１発明実施例において、内燃機関1aは直列６気
筒エンジン１に、振動検出手段1bl〜1bnは第１ノックセ
ンサKS1と第２ノックセンサKS2に、調節手段1cl〜1cnは
第１ノックセンサ用フィルタアンプFA1と第２ノックセ
ンサ用フィルタアンプFA2に、平均値算出手段1dはKCC10
により実行される処理（100,200）に、ノッキング判定
基準値算出手段1eはKCCにより実行される処理（103）
に、ノッキング判定手段1fはKCCにより実行される処理
（107,112,114,116）にそれぞれ該当するものである。

第１発明実施例は、第１ノックセンサKS1と第２ノック
センサKS2の取り付け位置の振動検出特性に、それぞれ
対応して異なった増幅率を有する第１ノックセンサ用フ
ィルタアンプFA1および第２ノックセンサ用フィルタア
ンプFA2を使用しているため、上記両センサの取り付け
位置の相違に起因するセンサ出力レベルの差を補正する
ことができる。

また、上記効果にともない、センサ出力レベルが小さい
方のノックセンサの出力レベルも他方のセンサ出力が大
きい方のノックセンサの出力レベルに合うように補正さ
れるため、ノッキング検出の精度が向上するともに、ノ
ッキング検出装置の信頼性が向上する。

さらに、上記両ノックセンサKS1,KS2の取り付け位置に
起因する出力レベルの差が、上記両フィルタアンプFA1,
FA2から出力される段階で補正されるため、以後のKCC10
に入力されてから行われるノッキング判定処理を同一の
ノッキング判定基準に基づいて行うこも可能となる。

また、本実施例では、ノックセンサKG1,KS2に共振型セ
ンサを使用したが、例えば、同じ振動を検出するセンサ
として非共振型センサ、または磁歪式ノックセンサ等を
使用しても本発明の効果を奏するものである。

さらに、第１発明実施例では、４ビット（bit）マイク
ロコンピュータより構成されるKCC10と８ビット（bit）
マイクロコンピュータより構成されるECU20とを並用し
たノックコントロールシステムについて説明したが、EC
U20のみによって本システムを構成することも可能であ
る。

さらに、第１発明実施例では、第１および第２の両ノッ
クセンサKS1,KS2を２個使用したが、さらに多数のノッ
クセンサを使用しても、該ノックセンサの取り付け位置
に対応した利得を有するフィルタアンプを設ければ、本
発明の効果は生じるものである。

次に、第２発明の好適な一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。第１発明と第２発明の相違点は、第１発明
においては、第１ノックセンサKS1と第２ノックセンサK
S2の取り付け位置の相違に起因するノック信号出力レベ
ルの差を、第１ノックセンサ用フィルタアンプFA1およ
び第２ノックセンサ用フィルタアンプFA2の増幅率を変
えることにより利得の差を設けて補正したことに対し
て、第２発明においては第１ノックセンサKS1と第２ノ
ックセンサKS2の取り付け位置の相違に起因するノック
信号出力差のうち、ノッキング発生時とノッキングが発
生しない場合のS/N比（シグナルノイズ比）の差を、KCC
10の実行する処理のうち、ノッキング発生の判定基準値
を算出する段階で補正するように構成したことである。

第２発明実施例のシステム構成図は、第１発明の第３図
と同一である。このため、システム構成に関する説明は
省略するとともに、以下の説明では第３図の符号を引用
して第２発明実施例を詳説する。また、第６図と第７図
は第２発明実施例においてKCC10により実行される処理
を示すフローチャートであ。ここでも、第１発明実施例
と同一の処理を行う部分はステップ番号の下２桁を同一
番号にて表記する。

第２発明にて上記KCC10により実行される処理を第６図
および第７図の各フローチャートに基づいて説明する。
第６図のノッキング判定処理はA/D変換毎に、また第７
図の1/4なまし処理は点火毎に繰り返して実行される。
なお、括弧内の３桁の数字は各処理のステップ番号を示
す。

第６図に示すノッキング判定処理の起動タイミングは、
第１発明の第４図に示すノッキング判定処理と同様にA/
D変換に引き続いて実行される。

まず、今回A/D変換された値VADに対して、上述した
（１）式に示す1/6なまし処理が行われて1/16なまし値V
MADが算出される（300）。

次に、第７図に示す1/4なまし処理が、点火毎に起動さ
れて、1/4なまし値VMEANを、上述した（２）式に示すよ
うにして算出する（400）。

再び第６図に戻り、今回検出したノックセンサ信号A/D
変換値VADが、第１ノックセンサKS1から検出されたもの
か否かが判定される（302）。この条件に該当する場
合、すなわち第１ノックセンサKS1から検出された場合
にはステップ304に進む。ここでは、ステップ400で算出
した1/4なまし値VMEANに基づいて、第１ノックセンサノ
ッキング判定基準値VREF1が（４）式に示すように算出
される（304）。

VREF1＝K1×VMEAN＋VOFF1 …（４） ただし K1…第１ノックセンサ補正係数 VOFF1…第１ノックセンサオフセット電圧補正項 ここで、第１ノックセンサ補正係数K1および第１ノック
センサオフセット電圧補正項VOFF1は、ノッキング判定
時に誤判定をしないこと、決められた所定値を上回らな
いこと、ノックセンサのエンジンへの取り付け位置によ
る出力の影響を調節すること、およびノックセンサ固有
の出力レベルの差をある程度補正できること、等の観点
から実験的に決定された適合値である。次に、今回第１
ノックセンサから検出されたノックセンサ信号A/D変換
値VADが、ステップ304で算出した第１ノックセンサノッ
キング判定基準値VREF1を超えるか否かが判定される（3
06）。この条件に該当する場合、すなわち、第１ノック
センサからの信号によりノッキングの発生が検出された
場合には、ステップ312に進む。ここでは、ノック判定
フラグXNOKがセットされる（312）。そしてステップ316
に進む。一方、ステップ306の条件に該当しない場合、
すなわち、第１ノックセンサからの信号によりノッキン
グの発生が検出されなかった場合には、ステップ314に
進む。ここでは、ノック判定フラグXNOKをリセットする
（314）。そして、ステップ316に進む。

一方、ステップ302の条件に該当しない場合、すなわ
ち、今回検出したノックセンサ信号A/D変換値VADが第２
ノックセンサKS2から検出された場合にはステップ308に
進む。ここでは、ステップ400で算出した1/4なまし値VM
EANに基づいて、第２ノックセンサノッキング判定基準
値VREF2が（５）式に示すように算出される（308）。

VREF2＝K2×VMEAN＋VOFF2 …（５） ただし K2…第２ノックセンサ補正係数 VOFF2…第２ノックセンサオフセット電圧補正項 ここで、第２ノックセンサ補正係数K2および第２ノック
センサオフセット電圧補正項VOFF2は、上述した第１ノ
ックセンサの場合と同様な観点から第２ノックセンサに
対して実験的に決定された適合値である。次に、今回、
第２ノックセンサから検出されたノックセンサ信号A/D
変換値VADが、ステップ308で算出した第２ノックセンサ
ノッキング判定基準値VREF2を超えるか否かが判定され
る（310）。の条件に該当する場合、すなわち、第２ノ
ックセンサからの信号によりノッキングの発生が検出さ
れた場合にはステップ312に進み、ノック判定フラグXNO
Kをセットしてステップ316に進む。一方、ステップ310
の条件に該当ない場合、すなわち、第２ノックセンサKS
2からの信号によりノッキングの発生が検出されなかっ
た場合には、ステップ314に進み、ノック判定フラグXNO
Kをリセットして、ステップ316に進む。ステップ316で
は、ノック判定フラグXNOKの値を、KCC10が入出力ポー
ト10fを介してECU20に出力して本処理を終了する。な
お、本処理は以後、A/D変換毎に繰り返してKCC10により
実行される。

さらに、ECU20は、上記ノック判定フラグXNOKの値に基
づいて公知の点火時期制御処理を行ってノッキングを防
止する。

なお、第２発明実施例において、内燃機関2aは直列６気
筒エンジン１に、振動検出手段2bl〜2bnは第１ノックセ
ンサKS1と第２ノックセンサKS2に、平均値算出手段2dは
KCC10により実行される処理（300,400）に、ノッキング
判定基準値算出手段2eはKCC10により実行される処理（3
02,304,308）に、ノッキング判定手段2fはKCC10により
実行される処理（306,310,312,314,316）に、それぞれ
該当するものである。

第２発明実施例は以上のように構成されているため、第
１実施例の各効果に加えて以下の各効果が生じる。

第２発明実施例は、第１ノックセンサKS1と第２ノック
センサKS2の出力信号からノッキング発生を判定する場
合に、両センサ毎に、その取り付け位置に相違に対応し
た適合値を用いて両センサ出力信号に対するノッキング
判定基準値をそれぞれ独立に算出して、両ノッキング判
定基準値に基づいてノッキング判定を行っている。この
ため、上記両ノックセンサの取り付け位置の相違に起因
する、該ノックセンサ出力信号のS/N比（シグナルノイ
ズ比）を補正することが可能となる。

また、上記効果に伴って、ノッキング発生時に、その検
出精度の向上を図ることができるとともに、信頼性が向
上する。

さらに、ノックセンサ取り付け位置に起因するS/N比
（シグナルノイズ比）に対応して、両センサ毎独立の適
合値を使用してノッキング判定基準値を算出して、２系
統独立に判定するため、ノッキング検出装置設計時のノ
ッキング判定設定値の選択範囲が広がり、設計時の自由
度が増加するという利点を有する。

また、例えばエンジン前部でノッキングを検出し易いエ
ンジンとか、あるいはエンジン後部でノッキングを検出
し易いエンジン等各種の特性を持ったエンジンに対して
も同一のノッキング検出装置にて対応可能であるという
利点を有する。

なお、第２発明実施例においては、第１ノックセンサKS
1,第２ノックセンサKS2それぞれに対応したノッキング
判定基準値VREF1,VREF2を算出する場合に補正係数K1,K2
およびオフセット電圧補正項VOFF1,VOFF2をそれぞれ異
なる値をとるものとしたが、例えば、両センサに対して
補正係数のみ同一に設定しても、あるいはオフセット電
圧補正項のみ同一に設定しても、補正係数あるいはオフ
セット電圧補正項のいずれか一方のみ異なっていれば第
２発明の効果を奏するものである。

また、第２発明実施例においては、４ビット（bit）マ
イクロコンピュータより構成されるKCC10と８ビット（b
it）マイクロコンピュータより構成されるECU20とを並
用したノックコントロールシステムについて説明した
が、ECU20のみによって本システムを構成することも可
能である。

さらに、第２発明実施例では、ノックセンサを２個使用
したが、さらに多数のノックセンサを使用しても、該ノ
ックセンサに対応するノッキング判定基準値をそれぞれ
設定して、該ノッキング判定基準値に基づいてノッキン
グの判定を行えば、本発明の効果は生じるものである。

なお、第２発明実施例においては、第１ノックセンサKS
1に接続されたフィルタアンプFA1および第２ノックセン
サKS2に接続されたフィルタアンプFA2は、第１発明と同
様に相違した利得を有するものを使用したが、フィルタ
アンプFA1およびFA2にその利得が同一のものを使用して
も第２発明の効果は発揮されるものである。

以上第１および第２両発明の実施例について説明した
が、両発明はこのような実施例に何等限定されるもので
はなく、両発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々
なる態様で実施し得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、第１発明のノッキング検出装置に
よれば、各調節手段により、各振動検出手段の検出結果
を各振動検出手段の取り付け位置における振動検出特性
に応じて夫々補正するようにしているため、各振動検出
手段の内燃機関への取り付け位置に関わらず、精度良く
ノッキングを検出することができるとともに、各振動検
出手段の検出結果毎にこのような補正を行うため、１つ
のノッキング判定基準値を設定するだけで正確にノッキ
ングの有無を判定することができる。

また、各調節手段の補正量を適宜調整することにより、
各種特性を有する様々な内燃機関に適用することができ
る。

そして更に、第１発明のノッキング検出装置によれば、
ノッキングをの有無を判定するためのノッキング判定基
準値を、予め設定しておくのではなく、上述のように夫
々補正された過去複数回分の検出結果を全て平均した平
均値に基づき算出するようにしているため、内燃機関の
振動特性や振動検出出手段の経時変化等に影響されるこ
となく、正確にノッキングを検出することができるよう
になる。

一方、第２発明のノッキング検出装置においては、各振
動検出手段により検出された過去複数回分の検出結果を
全て平均し、その平均値を各振動検出手段の取り付け位
置における振動検出特性に応じて夫々補正することによ
り、各振動検出手段毎に対応したノッキング判定基準値
を算出し、この各ノッキング判定基準値と、それに対応
する振動検出手段の検出結果とを比較することによりノ
ッキングの有無を判定するようにしているため、各振動
検出手段毎に最適な条件で判定が行われ、より精度良く
ノッキングを検出することができる。

そして、第２発明のノッキング検出装置も、第１発明の
場合と同様に、ノッキング判定基準値算出手段の補正量
を適宜調整することにより様々な内燃機関に適用するこ
とができ、また、各ノッキング判定基準値を、予め設定
しておくのではなく、各振動検出手段の検出結果を平均
した値を上述のように補正して算出するようにしている
ため、内燃機関の振動特性や振動検出手段の経時変化等
に影響されることなく、正確にノッキングを検出するこ
とができる。

即ち、本願の第１発明及び第２発明によれば、ノッキン
グの検出精度を向上させて、ノッキング検出装置の信頼
性を向上させることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の基本概念を示す構成図、第２図は第
２発明の基本概念を示す構成図、第３図は第１発明一実
施例を示すシステム構成図、第４図および第５図は第１
発明実施例においてKCCにより実行される処理を示すフ
ローチャート、第６図および第７図は第２発明実施例に
おいてKCCにより実行される処理を示すフローチャート
である。 1a,2a……内燃機関 1bl〜1bn,2bl〜2bn……振動検出手段 1cl〜1cn……調節手段 1d,2d……平均値算出手段 1e,2e……ノッキング判定基準値算出手段 1f,2f……ノッキング判定手段 １……直列６気筒エンジン KS1……第１ノックセンサ KS2……第２ノックセンサ FA1……第１ノックセンサ用フィルタアンプ FA2……第２ノックセンサ用フィルタアンプ 10……ノックコントロールコンピュータ（KCC） 20……電子制御装置（ECU）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−126929（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−71431（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−142366（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関のノッキングに伴う振動を検出す
   る振動検出手段を該内燃機関の本体に複数設けた内燃機
   関のノッキング検出装置において、 上記各振動検出手段に夫々対応して設けられ、上記各振
   動検出手段の検出結果を上記各振動検出手段の取り付け
   位置における振動検出特性に応じて夫々補正する複数の
   調節手段と、 上記各調節手段から得られた過去複数回分の補正後の検
   出結果を全て平均する平均値算出手段と、 上記平均値算出手段から得られる平均値に基づいてノッ
   キング判定基準値を算出するノッキング判定基準値算出
   手段と、 上記各調整手段から得られる補正後の検出結果と上記ノ
   ッキング判定基準値算出手段から得られるノッキング判
   定基準値とを比較してノッキングの有無を判定するとと
   もにその結果を出力するノッキング判定手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関のノッキング検出装
   置。
2. 【請求項２】内燃機関のノッキングに伴う振動を検出す
   る振動検出手段を該内燃機関の本体に複数設けた内燃機
   関のノッキング検出装置において、 上記各振動検出手段から得られた過去複数回分の検出結
   果を全て平均する平均値算出手段と、 上記平均値算出手段から得られる平均値を、上記各振動
   検出手段の取り付け位置における振動検出特性に応じて
   夫々補正することにより、上記各振動検出手段毎に対応
   したノッキング判定基準値を算出するノッキング判定基
   準値算出手段と、 上記各振動検出手段から得られる検出結果と上記ノッキ
   ング判定基準値算出手段から得られる上記各振動検出手
   段に対応したノッキング判定基準値とを比較してノッキ
   ングの有無を判定するとともにその結果を出力するノッ
   キング判定手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関のノッキング検出装
   置。