JPH0814275B2 - 内燃機関のノッキング検出装置 - 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り、詳
しくは、ノッキングの検出方法を改良し、筒内の圧力変
化波形から１サイクル毎のクランク角に対する熱発生を
演算し、例えば、正常燃焼による熱発生とノッキングに
よる熱発生との比を取り、この値によってノックの強度
を判定するノッキング検出装置に関する。

（従来の技術） 車両や機関の制御に電子制御技術が大々的に用いられ
るようになってからは、ノッキングに対する取り組み方
も多様になってきており、以前のようなノッキングの発
生を燃焼室の形状やガス流動などの改良・燃料のオクタ
ン価を高くすることなどにより低減する手法に加えて、
走行状態に応じて添加時期を人間の耳には感じない程度
の軽微なノッキングの発生する限界付近まで進めるよう
に制御し、燃料性状の違いや機関の要求オクタン価の経
時変化に拘らず、その条件ごとの改良の燃費や動力性能
を得ようとする、ノッキング制御技術が量産車にも用い
られるようになってきている。

近時は、このノッキング制御技術を六気筒機関の気筒
ごとに適用したものも出現している。また、最近の電子
制御によるオンボード・ノッキング制御では、ノッキン
グの検出と定量化技術が重要となっている。

自動車用として車載可能と考えられるノッキング検出
法は検知する物理量によって分類され、筒内圧力、エン
ジン振動、燃焼光、ノッキング音、シリンダ内イオン電
流等の各種の方法がある。

このうち代表的な従来の内燃機関のノッキング検出装
置としては、例えば「自動車技術」1986Vol.40 NO11に
記載されたものがある。この装置では、点火プラグに筒
内圧センサを取り付け、筒内圧センサの出力に基づく燃
焼室内圧力変化波形のうちからノッキング周波数付近の
高周波成分を検出して、その振動強さを数値化し、統計
処理によりノッキングレベルを決定している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の内燃機関のノッキン
グ検出装置にあっては、筒内圧センサによる検出振動が
取付位置、センサ種類、センサ形式、検出気筒により影
響を受けるため、エンジンの機種毎にノック検出のロジ
ックを適合させる必要があり、工数の増加、コストの増
加を招く他、ロジックの適合が十分でない場合は検出精
度が悪化するという問題点があった。

また、従来のノッキング検出方法に用いられている筒
内圧センサは、エンジンに特殊加工を必要としない点
で、有効性大であるが、燃焼圧力に加え、エンジン本体
の振動、回転による機械的振動をも含むため、センサ出
力から得られる高周波信号成分を利用する方法では、ノ
イズとなる振動分を分離するのに困難があり、したがっ
て、正規のノック成分を正確に検出できず、検出精度が
十分でないという問題点があった。

例えば、高回転になると高周波の振動成分が増加し、
特に正規のノック成分を分離するのが困難になる。

（発明の目的） そこで本発明は、センサで検出した燃焼室圧力の高周
波成分をカットした圧力変化波形から１サイクル毎のク
ランク角に対する熱発生を演算し、例えば正常燃焼によ
る熱発生とノッキングによる熱発生の比をとり、この値
によってノックの強度を判定することにより、エンジン
機種、センサ出力の個体差に拘らず、しかもロジックを
変更することなしに工数やコストの低減を図り、かつ検
出精度を向上させることを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明による内燃機関のノッキング検出装置は上記目
的達成のため、その基本概念図を第１図に示すように、
燃焼圧力若しくはこれに比例して変化する信号を出力す
る圧力検出手段ａと、圧力検出手段ａの出力から所定の
高周波成分を除去する除去手段ｂと、エンジンの運転状
態を検出する運転状態検出手段ｃと、エンジンのクラン
ク角を検出するクランク角検出手段ｄと、圧力検出手段
ａで検出した燃焼圧力の高周波成分を除去した圧力変化
波形およびエンジンの運転状態に基づいて１サイクル中
のクランク角に対する全熱発生を演算する全熱演算手段
ｅと、１サイクル中におけるノッキングによる熱発生の
開始点を特定する開始点特定手段ｆと、１サイクル中に
おけるノッキングによる熱発生を演算するノック熱演算
手段ｇと、１サイクル中の正常燃焼による熱発生又は全
熱発生のうち１つ以上のものとノッキングによる熱発生
との比を演算し、この比に基づいてノッキング強度を判
定するノック強度判定手段ｈと、を備えている。

（作用） 本発明では、圧力検出手段により検出した燃焼室圧力
の高周波成分をカットした圧力変化波形から１サイクル
のクランク角に対する熱発生が演算され、その後、正常
燃焼による熱発生（又は全熱発生でもよい）とノッキン
グによる熱発生との比が求められ、この比に基づいてノ
ック強度が判定される。

したがって、従来のように振動強さを数値化するのと
異なり、クランク角に対する熱発生の変化に基づいてい
るから、エンジン機種、センサ出力の個体差に拘らず、
しかもロジックの変更を要せずに精度良くノッキングを
検出することが可能になる。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜９図は本発明に係る内燃機関のノッキング検出
装置の第１実施例を示す図であり、本発明を燃焼制御装
置に適用した例である。

まず、構成を説明する。第２図は燃焼制御装置の全体
構成図であり、この図において、１はエンジンであり、
吸入空気はエアクリーナ２から吸気管３を通して各気筒
に供給され、燃料は噴射信号Siに基づきインジェクタ４
により噴射される。気筒内の混合気は点火信号Spに基づ
き点火プラグ５の放電作用によって爆発、燃焼し、排気
になって排気管６から排出される。

エンジン１に吸入される空気流量Qaはエアフローメー
タ７により検出され、吸気管３内の絞弁８によって制御
される。また、吸気管３内の吸入負圧（ブースト）は吸
気圧センサ９により検出され、エンジン１のクランク角
はクランク角センサ（クランク角検出手段）10により検
出される。なお、クランク角センサ10の出力パルスを計
数することにより、エンジン回転数Ｎが算出される。

排気中の酸素濃度は排気管６に設けた酸素センサ11に
より検出され、ウオータジャケトを流れる冷却水の温度
は水温センサ12により検出される。さらに各気筒の燃焼
圧力（筒内圧）は筒内圧センサ（圧力検出手段）13によ
り検出され、筒内圧センサ13は点火プラグ５の座金とし
て締付・固定されている。なお、燃焼圧力に比例して変
化する信号を発生するものであれば、筒内圧センサ13に
限らず、例えば点火プラグ５の本体に感圧素子を内蔵し
たようなものでもよい。

上記エアフローメータ７、吸気圧センサ９、クランク
角センサ10、酸素センサ11および水温センサ12は運転状
態検出手段14を構成しており、運転状態検出手段14およ
び筒内圧センサ13からの出力はコントロールユニット20
に入力される。コントロールユニット20はマイクロコン
ピュータや電子回路によって構成され、ノッキングの検
出や該検出効果に基づくノック抑制制御およびその他の
燃焼制御に必要な処理値を演算し、前記噴射信号Siや点
火信号Spを出力する。

ここで、コントロールユニット20の機能のうち、特に
ノッキング検出に関連する部分の構成は第３図のように
示される。第３図において、筒内圧センサ13の出力信号
は高周波カットフィルタ21に入力されて所定の高周波成
分が除去された後、A/D変換器22によってA/D変換され、
ノック強度演算回路23に入力される。高周波成分をカッ
トするのはノッキングの検出に際してノイズ成分を有効
に除去するためであり、高周波成分をカットするための
カットオフ周波数は第４図に示すようにエンジン回転数
Ｎに比例して変化させている。具体的には、運転状態検
出手段14の出力のうちから特にクランク角センサ10の出
力にもとづいてエンジン回転数Ｎを算出し、この算出結
果によりフィルタ選定回路24が第４図の特性から最適な
カットオフ周波数を選定して高周波カットフィルタ21に
その旨を出力し、高周波カットフィルタ21はこの選定さ
れた周波数帯の高周波成分をカットする。

なお、高周波カットフィルタ21としては、例えばアナ
ログフィルタが用いられる。このフィルタは抵抗成分が
周波数依存性を持つ素子の組み合わせで、入力信号の減
衰比に周波数依存を持たせることにより、任意の周波数
域を透過又は、遮断するものであり、フィルタの種類と
しては、ベッセルフィルタやバタワースフィルタがあ
る。上記高周波カットフィルタ21およびフィルタ選定回
路24は除去手段25を構成する。

ノック強度演算回路23には運転状態検出手段14からの
信号も入力されており、ノック強度演算回路23は熱発生
演算部（全熱演算手段に相当）26、ノッキング熱発生開
始点検出部（開始点特定手段に相当）27、ノック部熱発
生演算部（ノック熱演算手段に相当）28およびノック強
度演算部（ノック強度判定手段に相当）29により構成さ
れる。熱発生演算部26は筒内圧センサ13で検出した燃焼
圧力の高周波成分を除去した圧力変化波形からエンジン
１の運転状態に基づいて１サイクル中のクランク角に対
する全熱発生を演算し、ノッキング熱発生開始点検出部
27は１サイクル中におけるノッキングによる熱発生の開
始点を特定する。また、ノック部熱発生演算部28は１サ
イクル中におけるノッキングによる熱発生を演算し、ノ
ック強度演算部29はサイクル中の全熱発生とノッキング
による熱発生との比を演算し、この比に基づいてノッキ
ングの強度を判定し、判定結果をノックキング強度信号
出力回路30に出力する。ノックキング強度信号出力回路
30は該判定結果に対応するノック強度信号を発生してコ
ントロールユニット20内の点火時期制御回路（図示略）
に出力し、ノック抑制制御の情報に用いられる。また、
ノッキング制御のみならず、例えばノックを検出するた
めのデータとしてノック強度入力計への入力データとし
て用いられることもある。

次に、作用を説明する。

エンジン１が運転を開始すると、各気筒の燃焼室内の
燃焼圧力が変化し、１サイクル毎に燃焼圧力のピークが
現れる。この場合の熱発生の演算は第５図に示すように
高周波成分を除去された燃焼圧力信号の値がノック検出
状態における燃料基本噴射量Tp若しくは吸入負圧（ブー
スト）や吸入空気量の関数として計算される値Po Po＝func（Tp or Boost） を超えた点から開始される。

熱発生量の計算は、具体的には次のようにして行われ
る。いま、第６図に示すようにシリンダ31についてスト
ロークボリウムをVST、燃料室ボリウムをVC、コンロッ
ドの長さをCL、半径をｒとすると、圧縮比rcは で表され、これから第７図に示すようにあるクランク角
θにおける総合のボリウムＶ（θ）は なる式で表される。また、第７図に示すように圧縮行程
中の燃焼圧力波形からTDC前60゜と44゜に相当する燃焼
圧力P₁,P₂とその点のボリウムV₁,V₂とからポリトロープ
指数PNを として計算する。さらに、実際上は単位クランク角毎の
燃焼圧力Ｐ（Ｉ）とボリウムＶ（Ｉ）が順次演算されて
全熱発生量が求められるが、各単位クランク角毎の演算
は、例えば第８図（ａ）に示すようにＰ（Ｉ）、Ｖ
（Ｉ）に対し、次のクランク角ではＰ（Ｉ＋１）、Ｖ
（Ｉ＋１）として計算され、このような圧力変化の内訳
には第８図（ｂ）に示すようにタイミングt₁（Ｉに相
当）とタイミングt₂（Ｉ＋１に相当）とでは、燃焼によ
る圧力増加とピストン運動による圧力増加の両方が含ま
れている。そして、熱発生量の演算に必要な１つの係数
F_Kを 但し、Cv:定積比熱 R:気体定数 とし、圧縮開始点のストロークボリウムを Ｖ（Ｉ）＝VST とすると、全熱発生量Q_Aは なる式により求められる。

次に、ノッキングによる熱発生部分の演算を行うが、
ノッキングによる熱発生部は第９図にハッチングで示す
ような部分となる。この場合、ノッキングによる熱発生
部の開始点としてクランク角に対する熱発生変化の変曲
点で熱発生開始点と終了点の中点、又は圧縮上死点（若
しくは点火時期）より遅れた変曲点をノックによる熱発
生開始点として用いる。このような方法でノック開始点
を決めることにより、実際の燃焼状態にマッチして精度
良く開始点の特定が行われる。一方、ノッキングによる
熱発生の終点としてはクランク角に対する熱発生が０と
なる点を用いる。そして、ノッキングによる熱発生量Q_B
は、ノック開始点と終了点を直線で結び、この直線を超
える熱発生部分（ハッチング部分）として求める。

このようにして各熱発生量Q_A、Q_Bが演算されると、次
いでノック強度演算部29で全熱発生Q_Aとノッキングによ
る熱発生Q_Bとの比Ｓを なる式から求め、この比Ｓに基づいてノック強度を判定
する。したがって、従来のように振動強さを数値化して
ノッキングを検出するのとは、異なり、あくまでもクラ
ンク角に対する熱発生の変化に基づいているから、エン
ジン機種、筒内圧センサ13の取付位置、センサ出力の個
体差等に拘らず、しかも検出ロジックの変更を要せずに
精度良くノッキングを検出することができる。

また、振動成分を検出対象としていないことから、振
動に基づくノイズ成分の影響を受けず、従来に比して格
段とノッキングの検出精度を向上させることができる。
特に、高回転域で高周波の振動成分が増加しても正規の
ノック成分を熱発生の分析によって分離でき、検出精度
が向上する。その結果、ノッキング検出のロジック開発
の工数の低下、コストの低下を図ることができる。

なお、上記実施例では比Ｓを全熱発生Q_Aを分母とし
て、演算しているが、これに限るものではなく、例えば
正常燃焼による熱発生（Q_A−Q_B）を演算し、これを分母
として なる式から比Ｓを求めるようにしてもよい。

次に、第10図は本発明の第２実施例を示す図であり、
この実施例では除去手段35の構成が第１実施例と異なっ
ている。すなわち、除去手段35は高周波カットフィルタ
36およびフィルタ選定回路24により構成され、高周波カ
ットフィルタ36はフーリエ変換回路36aとフーリエ逆変
換回路36bからなり、高周波カットフィルタ36の前段にA
/D変換器22が配置される。そして、高周波カットフィル
タ36はA/D変換器22によりA/D変換された入力信号を各項
が各周波数に対応する多項式であるフーリエ級数に展開
し、この項のうち遮断しようとする周波数域に相当する
項を削除した多項式を算出し、さらにこの式から再び信
号を構成することにより、任意の周波数域を透過又は遮
断する。このような構成によっても第１実施例と同様の
効果を得ることができる。

次に、第11〜14図は本発明の第３実施例を示す図であ
り、本実施例はノック開始点の検出方法に特徴がある。
第11図は主要部のブロック構成図であり、第１実施例と
異なる部分のみを示している。第11図において、筒内圧
センサ13の出力は途中で分岐してハイパスフィルタ41に
も入力されており、ハイパスフィルタ41は圧力振動信号
のうちから所定の高周波成分のみを通過させて比較器42
に出力する。比較器42の他方の入力端子には所定の基準
値が入力されており、比較器42は圧力振動信号の高周波
成分、すなわち所定の高周波振動が基準値を超えると
“H"レベルの信号をゲート43に出力する。ゲート43は比
較器42の出力が“H"レベルであるとき、クランク角セン
サ10により検出されるクランク角を読み込んでノック検
出フラグFKNを立てるための判断となる同期信号をノッ
ク強度演算回路44に出力し、ノック強度演算回路44は、
該同期信号に応答して第１実施例と同様の処理に加えて
ノック検出フラグFKNに関連する処理を行う。上記比較
器42およびゲート43は開始タイミング設定手段45を構成
している。本実施例ではハイパスフィルタ41、開始タイ
ミング設定手段45およびノック強度演算回路23の中のノ
ッキング熱発生開始点検出部27が協動して開始点特定手
段46を構成している。その他は第１実施例と同様であ
る。

次に、作用を説明する。

第12図はゲート43の出力が“H"レベルとなるタイミン
グに同期して実行されるフローチャートであり、ノック
検出フラグFKNの処理プログラムである。

まず、ステップS₁で今回のクランク角θを読み込み、
ステップS₂でクランク角θを所定値θ_３と比較する。θ
_３は、例えばTDC付近に設定される。θ≧θ_３のとき
は、次いでステップS₃でクランク角θを所定値θ_４と比
較する。θ_４は、例えば50゜ATDCに設定される。このよ
うにθ_３とθ_４を設定するのは、第13図に示すように筒
内圧センサ13の振動成分のうち特に高周波振動波形はノ
ッキングの開始クランク角度にほぼ一致してそのレベル
が急変することが本発明者の実験等によって確認されて
おり、かかる事実によれば大旨TDCからATDC50゜の間で
ノッキングが起き易くなっている。したがって、ゲート
43の出力信号に同期し、かつクランク角θがθ_３〜θ_４
の間にあればノック発生と判断し、ステップS₅でノック
検出フラグFKNを“1"にセットし、θ_３〜θ_４の区間か
ら外れるとステップS₄でノック検出フラグFKNを“0"に
リセットしてルーチンを終了する。

第14図はノック強度判定のプログラムを示すフローチ
ャートであり、本プログラムは単位クランク角（例えば
１℃Ａ）に同期して実行される。

まず、ステップS₁₁でクランク角θを読み込み、ステ
ップS₁₂で今回のクランク角θを所定値θ_１と比較す
る。θ_１は、例えば第13図に示すように点火タイミング
のクランク角に設定される。θ≧θ_１のときは、次いで
ステップS₁₃でクランク角θを所定値θ_２と比較する。
θ_２は、例えば第13図に示すように膨脹下死点BDCに設
定される。これは、ハイパスフィルタ41を通過させてノ
ック開始点を特定するためのクランク角は、点火クラン
ク角からBDCまでの間に限られるという状況にマッチさ
せるためである。したがって、今回のクランク角θがθ
_１〜θ_２の間にあればステップS₁₄でノック検出フラグF
KNが立っているか否かを判別し、θ_１〜θ_２の間になけ
れば今回のルーチンを終了する。ステップS₁₄でFKN＝１
のときはノッキングが発生してそれに対応する熱発生が
あると判断し、ステップS₁₅でノック部の熱発生（第13
図のハッチング部分）Q_Bを演算し、一方、FKN＝０のと
きはステップS₁₆で非ノック部の熱発生Q_Cを演算する。
なお、Q_Cは全熱発生Q_Aからノック部全熱発生Q_Bを減じた
ものである。次いで、ステップS₁₇でノック強度算出の
ために上記両者の比Ｓを として求め、ステップS₁₈で比Ｓからノックレベルを測
定し、これに相当するノック強度信号を出力してルーチ
ンを終了する。

したがって、本実施例では燃焼室内圧力振動波形から
所定の高周波成分を抽出し、その振動波形から高周波振
動が開始するクランク角をノッキング開始クランク角と
してノック開始を特定しているので、前記実施例に比べ
てより正確にノック部熱発生Q_Bを演算でき、ノッキング
検出の精度がより一層向上するとう効果がある。

次に、第15〜17図は本発明の第４実施例を示す図であ
り、本実施例では、ポリトロープ指数の演算方法に特徴
がある。

第15図は主要部のブロック構成図であり、第１実施例
と異なる部分のみを示している。第15図において、A/D
変換器22の出力はポリトロープ指数演算回51に入力され
ており、ポリトロープ指数演算回51はクランク角センサ
10の出力に基づき１サイクル毎に圧縮行程中の筒内圧波
形からポリトロープ指数を計算し、その値をノック強度
演算回路52に出力する。ノック強度演算回路52は第１実
施例と同様の処理に加えて、特にポリトロープ指数につ
いてはポリトロープ指数演算回路51の演算結果を採用し
て熱発生の演算を行う。本実施例では、ポリトロープ指
数演算回路51およびノック強度演算回路52の中の熱発生
演算部26が協動して全熱演算手段53を構成している。そ
の他は第１実施例と同様である。

最初に、本実施例の背景を説明すると、前述の第１実
施例ではポリトロープ指数を計算するのに実際上は数10
0サイクルの燃焼圧力を検出し、それを平均化してポリ
トロープ指数を演算しており、これにより滑らかな線図
を描けるという利点のもとに熱発生の演算を行ってい
る。しかし、この方法によると、所定クランク角でのポ
リトロープ指数の演算であるから、例えば筒内圧信号の
微かなノイズや変動により上記所定クランクの燃焼圧力
が影響を受けるため計算値にばらつきが出ることがあ
り、ノッキングの検出精度が低下することも考えられ
る。

そこで本実施例では、１サイクル毎にポリトロープ指
数を演算するとともに、所定クランク角前後の筒内圧検
出値からその平均値を求めることで、ポリトロープ指数
の演算精度を高め、結果的に熱発生の演算を正確なもの
としている。

第16図はノック強度判定のプログラムを示すフローチ
ャートであり、本プログラムは所定クランク角、例えば
１燃焼サイクルが終了した時点のクランク角を基準とし
てスタートし、実行される。

まず、ステップS₂₁で第１の所定クランク角における
筒内圧P₁の平均値 を次式に従って演算する。

但し、１−Ｎ〜１＋N:圧縮行程中のクランク角 次いで、ステップS₂₂で第２の所定クランク角におけ
る筒内圧P₂の平均値 を同様に次式に従って演算する。

但し、２−Ｎ〜２＋N:圧縮行程中のクランク角 上記ステップS₂₁,S₂₂における各クランク角と筒内圧
波形との関係は、第17図のように示され、同図は主要部
分を拡大したものである。次いで、ステップS₂₃で次式
に従ってポリトロープ指数PNを演算する。

次いで、ステップS₂₄では上式により求めたポリトロ
ープ指数を用いて第１実施例と同様の演算式で１サイク
ル中の熱発生を演算し、ステップS₂₅でノック強度を算
出し、さらに、ステップS₂₆でノックレベルを表すノッ
ク強度信号を出力してルーチンを終了する。

したがって、本実施例では、第１、第２の所定クラン
ク角の前後の筒内圧検出値からその平均値を求めてポリ
トロープ指数を１サイクル毎に演算しているので、筒内
圧信号のノイズや変動の影響に拘らず熱発生の演算精度
高めて、ノッキング検出の精度をより一層向上させるこ
とができる。

次に、第18、19図は本発明の第５実施例を示す図であ
り、本実施例はポリトロープ指数の演算に学習値を用い
るようにしたものである。第18図は主要部のブロック構
成図であり、第１実施例と異なる部分のみを示してい
る。第18図において、運転状態検出手段14の出力の一部
はポリトロープ指数演算回路61に入力されており、ポリ
トロープ指数演算回路61はエンジン負荷（吸入空気量又
はブースト）およびエンジン回転数に基づいてポリトロ
ープ指数を演算してその結果をポリトロープ指数学習回
路62に出力し、ポリトロープ指数学習回路62はポリトロ
ープ指数を学習して記憶する。

ノック強度演算回路63は第１実施例と同様の処理に加
えて、特にポリトロープ指数についてはポリトロープ指
数学習回路62の学習値を採用して熱発生の演算を行う。
本実施例ではポリトロープ指数演算回路61、ポリトロー
プ指数学習回路62およびノック強度演算回路63の中の熱
発生演算ブロック26が協動して全熱演算手段64を構成し
ている。その他は第１実施例と同様である。

第19図はノック判定のプログラムを示すフローチャー
トである。まず、ステップS₃₁で第１回毎（１サイクル
毎）のポリトロープ指数PNNを次式に従って演算する。

次いで、ステップS₃₂でエンジン負荷とエンジン回転
数をパラメータとして運転領域毎に区分されたテーブル
マップから今回の運転領域に対応するポリトロープ指数
の基準値PN₀をルックアップする。該基準値PN₀は予め実
験等を通して最適値がストアされているものである。ス
テップS₃₃では同様にエンジン負荷と回転数をパラメー
タとするテーブルマップから学習補正値ΔPNLをルック
アップする。この学習補正値ΔPNLは基準値PN₀をそのと
きの運転条件や環境条件等によって補正するためのもの
である。次いで、ステップS₃₄で次式に従って学習ポリ
トロープ指数PN1を演算する。

PN1＝PN₀＋ΔPNL 次いで、ステップS₃₅で次式に従って今回のポリトロ
ープ指数PNを演算する。

但し、a:反映割合（０＜ａ＜ｎ） n:定数 この演算により実際の検出値PNNと学習値PN1とによっ
てポリトロープ指数PNが求められることになるが、学習
により環境条件の変動に拘らずスムーズにポリトロープ
指数の演算が可能になるとともに、その精度も極めて高
くなる。次いで、ステップS₃₆で次式に従って学習補正
ストア値ΔPNLLを ΔPNLL＝PN−PN1 なる式から演算し、ステップS₃₇でこの演算値をΔPNL学
習テーブルに学習結果としてストアする。次いで、ステ
ップS₃₈では上式により求めた今回のポリトロープ指数P
Nを用いて第１実施例と同様の演算式で１サイクル中の
熱発生を演算し、ステップS₃₉でノック強度を算出し、
さらにステップS₄₀でノックレベルを表すノック強度信
号を出力してルーチンを終了する。

したがって、本実施例ではポリトロープ指数PNの演算
に学習値を用いているので、いわゆる学習による各種の
効果、例えば演算値の信頼性、高精度、演算の高速性等
の効果を得ることができ、ノッキングの検出精度をより
一層高めることができる。

（効果） 本発明によれば、エンジン機種、センサの取付位置、
センサ出力の個体差等に拘らず、しかも検出ロジックの
変更を要せずに精度良くノッキングを検出することがで
き、ノッキング検出の工数およびコストを低下させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２〜９図は本発明に係
る内燃機関のノッキング検出装置の第１実施例を示す図
であり、第２図はその全体構成図、第３図はその主要部
のブロック構成図、第４図はそのカットオフ周波数の特
性を示す図、第５図はその熱発生演算の開始点を説明す
る図、第６図はその圧縮比の算出を説明する模式図、第
７図はその燃焼圧力波形の一部を示す図、第８図（ａ）
（ｂ）はその燃焼圧力の増加を説明する図、第９図はそ
の熱発生の演算を説明する図、第10図は本発明に係る内
燃機関のノッキング検出装置の第２実施例を示す主要部
のブロック構成図、第11〜14図は本発明に係る内燃機関
のノッキング検出装置の第３実施例を示す図であり、第
11図はその主要部のブロック構成図、第12図はそのノッ
ク検出フラグの処理プログラムを示すフローチャート、
第13図はそのノック開始点を説明する波形図、第14図は
そのノック強度判定のプログラムを示すフローチャー
ト、第15〜17図は本発明に係る内燃機関のノッキング検
出装置の第４実施例を示す図であり、第15図はその主要
部のブロック構成図、第16図はそのノック強度判定のプ
ログラムを示すフローチャート、第17図はそのクランク
角と筒内圧波形の演算値との関係を説明する図、第18、
19図は本発明に係る内燃機関のノッキング検出装置の第
５実施例を示す図であり、第18図はその主要部のブロッ
ク構成図、第19図はそのノック強度判定のプログラムを
示すフローチャートである。 １……エンジン、 ４……インジェクタ、 ５……点火プラグ、 ７……エアフローメータ、 ９……吸気圧センサ、 10……クランク角センサ、 13……筒内圧センサ（圧力検出手段）、 14……運転状態検出手段、 20……コントロールユニット、 21、36……高周波カットフィルタ、 22……A/D変換器、 23……ノック強度演算回路、 24……フィルタ選定回路、 25、35……除去手段、 26……熱発生演算部（全熱演算手段）、 27……ノッキング熱発生開始点検出部（開始点特定手
段）、 28……ノック部熱発生演算部（ノック熱演算手段）、 29……ノック強度演算部（ノック強度判定手段）、 30……ノック強度信号出力回路、 41……ハイパスフィルタ、 42……比較器、 43……ゲート、 44、52、63……ノック強度演算回路、 45……開始タイミング設定手段、 46……開始点特定手段、 51、61……ポリトロープ指数演算回路、 53、64……全熱演算手段、 62……ポリトロープ指数学習回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）燃焼圧力若しくはこれに比例して変化
   する信号を出力する圧力検出手段と、 ｂ）圧力検出手段の出力から所定の高周波成分を除去す
   る除去手段と、 ｃ）エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 ｄ）エンジンのクランク角を検出するクランク角検出手
   段と、 ｅ）圧力検出手段で検出した燃焼圧力の高周波成分を除
   去した圧力変化波形およびエンジンの運転状態に基づい
   て１サイクル中のクランク角に対する全熱発生を演算す
   る全熱演算手段と、 ｆ）１サイクル中におけるノッキングによる熱発生の開
   始点を特定する開始点特定手段と、 ｇ）１サイクル中におけるノッキングによる熱発生を演
   算するノック熱演算手段と、 ｈ）１サイクル中の正常燃焼による熱発生又は全熱発生
   のうち１つ以上のものとノッキングによる熱発生との比
   を演算し、この比に基づいてノッキング強度を判定する
   ノック強度判定手段と、 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。