JPH08177697A - 内燃機関のノッキング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ノックセンサの共振周波数のずれをなくす。 【構成】共振周波数の変更・学習が行われる気筒が識別
されてこの気筒のノック強度分布の偏差σが算出され、
そしてノッキング発生条件が成立しているときにこの偏
差σがあらかじめ定められているしきい値σ_THと比較さ
れる。偏差σの方が小さい場合、この識別された気筒と
同一のノックセンサ７にてノック制御が行われている他
の気筒のノック強度分布の偏差σがしきい値σ_THと比較
される。ここで偏差σのほうが大きいと判断された場合
は切り替え回数が１つずつカウントされて共振周波数が
切り替えられるとともに、切り替えられた共振周波数が
バックアップＲＡＭに記憶される。この共振周波数の切
り替え処理はノックセンサ７が最適な共振周波数になる
か、または切り替え回数が変更中止回数に達するまで行
われる。

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
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より内燃機関のシリンダブロックに
ノックセンサを設け、このノックセンサの出力信号に基
づいて、ノック判別手段において内燃機関にノッキング
が発生したか否かを判別し、内燃機関にノッキングが発
生したと判断すると例えば点火時期を遅角側に制御し、
またノッキングが発生していないと判断すると徐々に最
適点火時期に近づけるといったフィードバック制御を行
うものがある（特開平５−２６７７８号公報等）。

【０００３】一般的に、ノックセンサの出力特性は、エ
ンジン回転数やエンジン個々で異なり、また同一エンジ
ンでも気筒毎に異なっている。図８は同一エンジン、同
一回転数において、各気筒のノック発生時（実線）およ
びノックなし時（破線）のノックセンサのスペクトル分
布図である。図８に示すようにノックなし時に対し、ノ
ック発生時の出力は全周波数帯において大きくなってい
る。そしてこのノックなし時とノック発生時との差は全
周波数において一様ではなく特定の周波数で顕著に現れ
る。このノックセンサの共振周波数は、Ｓ／Ｎ比を大き
くさせてノック制御の制御性を向上させるため、このノ
ックの有無の差の大きいところを最適な周波数として設
定する。

【０００４】ノックセンサとして共振型ノックセンサを
用いる場合、共振周波数はセンサ自体の設定によって決
定される。各エンジン回転数・気筒毎に異なる特性やＳ
／Ｎ比を犠牲にして、これら全て満足できる周波数を探
してこのセンサ出力を決定する。そしてそのセンサ周波
数をもとにエンジン制御用の電子制御装置（ＥＣＵ）を
設計する。そのため量産する同一のエンジン型式でもノ
ックセンサの共振周波数は同一のものとなってしまうた
め、エンジン個々、エンジン回転数、気筒の特性に適合
できず、Ｓ／Ｎ比も希望とするようなものが得られな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この共振型ノックセン
サの制御性の問題点を改善する手段としてフラットセン
サを用いることができる。共振型ノックセンサとは異な
り、フラットセンサを用いるとエンジン回転数・気筒毎
に共振周波数を切り替えることが可能で、これをマップ
としてエンジン制御用ＥＣＵに記憶させ制御させる方法
を採用すればよく、この方法も従来より知られている。
しかし、この方法でも量産する同一型式のエンジンで
は、開発時に適合した特性で量産されてしまいエンジン
個々の特性に応じてマップを作成することは一般に行わ
れず、同一回転数、同一気筒において共振周波数は同一
のものとなってしまう。

【０００６】また経時変化大でもこの変化も吸収できず
に最適な周波数からずれた共振周波数で対応していた。
つまり図８中（ｂ）のように経時変化等によってノック
時の出力ピーク周波数がずれた場合、ノック状態とノッ
クなしの状態との差が少ないためにノック発生を見つけ
ることが困難となり制御性が悪化することがあった。そ
こで本発明はエンジンの機差や経時変化に対しても最適
な共振周波数が持続して得られるノッキング制御装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、内燃機関のノッキングを検出するノッ
クセンサと、該ノックセンサの共振する周波数の設定値
を予じめ記憶しておく記憶手段と、ノック発生条件下で
前記ノックセンサの共振する周波数を切り替える切り替
え手段と、実際にノックが検出される状態となった時に
切替えられた共振周波数と前記記憶手段により記憶され
ている設定値とのずれを検出する検出手段と、該検出手
段により設定値のずれが検出されたとき、このずれを減
らす方向に前記記憶手段に記憶されている設定値を補正
する補正手段とを備える内燃機関のノッキング制御装置
を提供するものである。

【０００８】前記設定値は前記内燃機関の気筒位置や内
燃機関の機関回転数により異なる値でもよい。前記ノッ
クセンサは前記内燃機関の複数の気筒のノッキングを検
出し、前記検出手段は、前記ノックセンサの出力した複
数の気筒の強度分布をそれぞれ算出し、この算出された
複数の気筒の強度分布の偏差を算出し、この各気筒につ
いて算出された偏差と各気筒毎に設定された所定値とを
比較して、その複数の気筒のうち１つの気筒について算
出された偏差がこの気筒について設定された所定値より
小さく、かつ前記１つの気筒以外の気筒について算出さ
れた偏差がそれぞれの気筒について設定された所定値よ
り大きいことを検出したとき、この１つの気筒に対する
設定値がずれていることを検出してもよい。

【０００９】前記ノックセンサは前記内燃機関の複数の
気筒のノッキングを検出し、前記検出手段は、前記ノッ
クセンサの出力した複数の気筒のノック強度のピーク値
を算出し、この各気筒について算出されたピーク値と各
気筒毎に設定された所定値とを比較して、その複数の気
筒のうち１つの気筒について算出されたピーク値がこの
気筒について設定された所定値より小さく、かつ前記１
つの気筒以外の気筒について算出されたピーク値がそれ
ぞれの気筒について設定された所定値をより大きいこと
を検出したとき、１つの気筒に対する設定値がずれてい
ることを検出してもよい。

【００１０】前記設定値のずれが検出される複数の気筒
のうちの１つの気筒は点火タイミング近くにある気筒で
もよい。前記ノックセンサは前記内燃機関の複数の気筒
のうち点火タイミング近くにある気筒の振動を検出して
出力し、前記検出手段は、前記ノックセンサの出力した
点火タイミング近くにある気筒の強度分布を算出し、こ
の算出された気筒の強度分布の偏差を算出し、この算出
された偏差とこの気筒に設定された所定値とを比較して
偏差のほうが小さいと判断し、今回よりも前の点火タイ
ミング近くで算出された他の気筒の強度分布の偏差がそ
れぞれの気筒について設定された所定値より大きいと判
断されたときこの今回の点火タイミング近くにある気筒
に対する設定値がずれていることを検出してもよい。

【００１１】前記ノックセンサは前記内燃機関の複数の
気筒のうち点火タイミング近くにある気筒の振動を検出
して出力し、前記検出手段は、前記ノックセンサの出力
した点火タイミング近くにある気筒の強度のピーク値を
算出し、この算出されたピーク値とこの気筒に設定され
た所定値とを比較してピーク値のほうが小さいと判断
し、かつ今回よりも前の点火タイミング近くで算出され
た気筒のピーク値がそれぞれの気筒について設定された
所定値より大きいと判断されたときこの今回の点火タイ
ミング近くにある気筒に対する設定値がずれていること
を検出してもよい。

【００１２】前記ノック発生条件が、パワー増量中又は
エンジン回転の変化量が高回転側に所定値以上変化した
ときでもよい。

【００１３】

【作用】前記構成よりなる本発明によれば、内燃機関の
気筒より実際にノックが検出される状態となったときに
ノックセンサが共振する周波数と予め記憶されているノ
ックセンサの共振する周波数の設定値とのずれを検出
し、ずれが検出されたときそのずれをなくす方向に共振
する周波数の設定値を補正する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を適用した内燃機関のノッキン
グ制御装置の一実施例を図面を用いて説明する。図１は
本実施例の装置の構成を示す概略図である。図１におい
て内燃機関１は図示しないエアクリーナより導入された
吸入空気を吸気管２より導入する。この吸気管２より導
入される吸入空気量Ｑは図示しないアクセルペダルに連
動して開閉作動するスロットル弁３により制御され、エ
アフロメータ４によってこの吸入空気量Ｑが計測され
る。このエアフロメータ４はポテンショメータを内蔵し
て吸入空気量Ｑに比例したアナログ電圧の電気信号を発
生し、この電気信号は後述のエンジン制御用の電子制御
装置（ＥＣＵ）８に入力される。

【００１５】ディストリビュータ６に内蔵された回転角
センサ５は内燃機関１の機関回転数Ｎｅを求めるために
所定クランク角毎に信号を出力する。フラット型のノッ
クセンサ７は内燃機関１本体のシリンダブロックに配設
され、例えばシリンダブロックの振動からノックを検出
する。この回転センサ５およびノックセンサ７より出力
される信号もＥＣＵ８に入力される。このノックセンサ
７は内燃機関１の複数の気筒からのノッキングを検出し
ている。

【００１６】このＥＣＵ８は上記各センサおよびその他
図示しない内燃機関１の運転状態を検出するセンサから
の検出信号に基づいて点火系、燃料系の最適な制御量を
演算し、後述するインジェクタおよびイグナイタ等を的
確に制御するための制御信号を出力する。さらにＥＣＵ
８は上記回転角センサ５からの出力信号に基づき所定ク
ランク角間の上記ノックセンサ７からの信号の最大値Ｖ
（強度の出力ピーク値）、このノック強度値の対数変換
値の分布のばらつき度合いを示す指数Ｓ（標準偏差σ）
を算出してノック制御を行う。

【００１７】インジェクタ９はＥＣＵ８からの制御信号
に基づいて最適なタイミングおよび燃料噴射量で内燃機
関１に燃料を供給する。イグナイタ１０は内燃機関１の
図示しない点火プラグにおいて火花放電するために必要
な高電圧をＥＣＵ８からの制御信号に基づいて最適なタ
イミングで発生する。警告灯１１はＥＣＵ８においてノ
ックセンサ７等に異常が生じていることが検出された場
合に点灯して異常を運転者等に知らせる。

【００１８】図２は、図１のＥＣＵ８の構成のうちノッ
ク制御に関する部分を示した図である。ＥＣＵ８はノッ
クセンサ７より入力された信号を処理しやすいものに変
える入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路２２、入力Ｉ
／Ｆ回路２２より入力された信号よりノック制御関連の
演算を行うノック制御用ＥＣＵ２３、例えばノック制御
用ＥＣＵ２３の演算結果をもとに点火タイミングの出力
を計算するホストＣＰＵ２４からなる。

【００１９】ノック制御用ＥＣＵ２３は入力Ｉ／Ｆ回路
２２より入力された信号のノイズ等を除去するインター
フェース（Ｉ／Ｆ）回路２３ａ、ノックセンサ７の共振
周波数を切り替える共振周波数切り替え回路２３ｂ（切
り替え手段）、ノックセンサ７の出力のピーク値を算出
するピークホールド（Ｐ／Ｈ）回路２３ｃ、アナログ信
号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル・コン
バータ（ＡＤＣ）２３ｅ、ノック制御の演算処理を行う
ＣＰＵ２３ｄ、ＣＰＵ２３ｄのノック制御のプログラム
を記憶する読み出し専用の記憶装置であるリード・オン
リ・メモリ（ＲＯＭ）２３ｆ、ノック制御演算処理過程
において結果を一時記憶するランダム・アクセス・メモ
リ（ＲＡＭ）２３ｇからなる。

【００２０】またＲＡＭ２３ｇの一部領域には図示しな
いイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）のＯＦＦ時に
も、電源より電流が供給され記憶内容が保持できるバッ
クアップＲＡＭ（記憶手段）がある。このバックアップ
ＲＡＭにはノックセンサ７の共振周波数の設定値が記憶
されており、ノックセンサ７がこの共振周波数になるよ
うにＣＰＵ２３ｄはプログラムにそって共振周波数切り
替え回路２３ｂを制御する。この共振周波数切り替え回
路２３ｂはＣＰＵ２３ｄによりプログラムから随時ノッ
クセンサ７の共振周波数を切り替えることができるの
で、気筒位置・回転数に応じて最適な周波数にノックセ
ンサ７の共振周波数を変化させることができる。

【００２１】図３は上述のフラット型のノックセンサ７
の出力信号および処理された信号の様子を示した図であ
る。このフラット型のノックセンサ７からの信号は図３
中（ａ）のセンサ出力特性に示されるように、振動周波
数の変化に対して、同一重力加速度Ｇの衝撃に対しセン
サ出力電圧がほぼ一定となる。この信号からノックの有
無で出力差の大きくなる最適な周波数成分を取り出すた
めに図３中（ｂ）のフィルタ特性に示すような特性を共
振周波数切り替え回路２３ｂに持たせる。こうしてＰ／
Ｈ回路２３ｃに入力されるノックセンサ７の出力波形の
特性は図３中（ｃ）のセンサ＋フィルタ特性のようにす
ることができる。

【００２２】図９はノックセンサ出力のピーク値の分布
を示した図である。図９中（ａ）に示されるようにノッ
クセンサ出力の頻度は強度（出力電圧）に対して正規分
布を示しており、従来より平均からｕ＊σ（ｕ：エンジ
ン、回転数等によって定まる定数）だけ大きい値を越え
るとノック発生と判断する方法が知られている。つまり
このノック強度分布の標準偏差σはノックの有無による
Ｓ／Ｎ比が大きくなれば大きく、ノックの有無でＳ／Ｎ
比がないような制御性が悪化した状態になれば小さくな
る。つまり分布の偏差σの大きさから正常時（図９中
（ｂ））と異常時（図９中（ｃ））とに見分けられる。

【００２３】しかしノックセンサ７に異常がなく経時変
化等により共振周波数が最適な周波数よりずれた場合に
はこの異常状態が一部の（共振周波数のずれた）気筒の
みに表れる。そこで第１実施例はこの偏差σを検出して
この偏差σの大小により共振周波数のずれを検出する。
図４はノック制御用ＣＰＵ２３ｄのノック制御プログラ
ムの動作を説明するフローチャートである。

【００２４】このフローチャートは上死点タイミング
か、ノック判定区間の開始タイミングか終了タイミング
かが判断される。上死点タイミングの場合、フェイル判
定処理のほかに本発明に関連する共振周波数の設定、変
更・学習処理が行われる。またノック判定区間開始タイ
ミングおよび終了タイミングではノック判定処理が行わ
れる。

【００２５】次にこのフローチャートの各ステップにつ
いて説明する。ステップ４１０にて上死点（ＴＤＣ）タ
イミングか否かが判断される。ＴＤＣタイミングの場合
にはステップ４１１に進み、後述するノック判定区間の
終了時（ステップ４３４）から始まっているノックセン
サ７のフェイル判定処理が終了し、フェイルかどうかが
判断される。このフェイル判定処理は一般的に知られて
いるフェイル判定処理で構わない。そしてステップ４１
２にてノックセンサ７のフェイルか否かの情報がホスト
ＣＰＵ２４に通信される。

【００２６】次に本発明に関係する部分としてステップ
４１３にて共振周波数の設定が行われ、ステップ４１４
にて共振周波数の変更・学習処理が行われてベースルー
プに処理が戻される。この共振周波数の設定（ステップ
４１３）、共振周波数の変更・学習処理（ステップ４１
４）のサブルーチンについてはそれぞれ図５、図６に示
す。

【００２７】このステップ４１１からステップ４１４に
て行われる処理は、ノック判定区間ではノック判定処理
が行われるので、ノック判定区間以外のタイミングで行
われるのがよく、また本実施例においてＴＤＣタイミン
グで行われているのは、一般的にこの処理にかかる時間
がＴＤＣタイミングからノック判定区間開始までの時間
で十分であるからである。

【００２８】以下のステップは従来より知られている方
法と同じでも構わない内容であるので、説明を簡略にす
る。もしステップ４１０にてＴＤＣタイミングでないと
判断されたときにはステップ４２０にてノックの判定区
間開始タイミングか否かが判断される。判定区間タイミ
ングであると判断された場合、ステップ４２１にて次回
の点火時のノック判定区間開始、終了タイミングが計算
され、ステップ４２２にてＰ／Ｈ回路２３ｃによるピー
クホールド処理が開始され、ベースループに処理が戻さ
れる。

【００２９】ステップ４２０にてノック判定区間開始タ
イミングでないと判断された場合、ステップ４３０にて
ノック判定区間終了タイミングであるか否かが判断され
る。ノック判定区間終了タイミングであると判断された
場合、ステップ４３１にてＰ／Ｈ回路２３ｃに対するピ
ークホールド処理が終了する。すると今回のノック判定
区間内でＰ／Ｈ回路２３ｃにより検出されたピーク値の
データはＡＤＣ２３ｅにてＡＤ変換処理されるので、こ
のＡＤ変換されたピーク値が取り込まれる。ステップ４
３２にてステップ４３１で取り込まれたピーク値からノ
ック強度分布の偏差σが計算され、ステップ４３３にて
現在のノック強度Ｖが計算されてホストＣＰＵ２４にノ
ック強度Ｖが出力される。ステップ４３４にてフェイル
判定処理が開始されてベースループに処理が戻される。

【００３０】図５は図４のステップ４１３にて行われる
共振周波数の設定処理を行うサブルーチンである。まず
ステップ５０１にて共振周波数の設定が行われる気筒が
識別される。ここで識別される気筒とは点火タイミング
にある気筒である。この識別のためにノック制御用ＥＣ
Ｕ２３ではホストＣＰＵ２４からのタイミング信号をも
とに気筒識別用カウンタが動作している。ノック制御用
ＥＣＵ２３はこのカウンタをもとに共振周波数を設定す
る気筒を識別する。

【００３１】ステップ５０２にてステップ５０１で識別
された気筒に対する共振周波数のデータがバックアップ
ＲＡＭより読みだされる。このバックアップＲＡＭには
全ての気筒とエンジン回転数に対して共振周波数のデー
タが記憶されており（図１０）、最適な周波数とずれが
ある場合、後述される方法により変更されて、学習され
る。

【００３２】ステップ５０３にてこの読み込まれた共振
周波数データが共振周波数切り替え回路２３ｂにセット
されてこのサブルーチンが終了する。図６は、本発明の
第１実施例として図４のステップ４１４にて行われる共
振周波数の変更・学習処理を行うサブルーチンである。
このフローチャートでは、まず共振周波数の変更・学習
が行われる気筒が識別されてこの気筒のノック強度分布
の偏差σが算出され、そしてノッキング発生条件が成立
しているときにこの偏差σがあらかじめ定められている
共振周波数切り替えしきい値（しきい値）σ_THと比較さ
れる。偏差σの方が小さい場合、次にこの識別された気
筒と同一のノックセンサ７にてノック制御が行われてい
る他の気筒のノック強度分布の偏差σがしきい値σ_THと
比較される。ここで偏差σのほうが大きいと判断された
場合は切り替え回数が１つずつカウントされて共振周波
数が切り替えられるとともに、切り替えられた共振周波
数がバックアップＲＡＭに記憶される。この共振周波数
の切り替え処理はノックセンサ７が最適な共振周波数に
なるか、または切り替え回数が変更中止回数に達するま
で行われる。

【００３３】次にこのフローチャートの各ステップにつ
いて説明する。ステップ６０１にて共振周波数の変更・
学習が行われる気筒の識別が行われ、ステップ６０２に
てこの識別された気筒のノック強度分布の偏差σが算出
される。ここで識別される気筒はステップ５０１で識別
された気筒と同一の点火タイミングの気筒である。

【００３４】次にステップ６０３にてノッキング発生条
件が成立しているか否かが判断される。ここでノッキン
グ発生条件とは例えばパワー増量中やエンジン回転数が
高回転に急変動している場合であり、定常走行中でノッ
ク出力が安定している場合と区別している。このノッキ
ング発生条件のときに共振周波数の変更・学習処理が実
行される。この条件外の場合はこの共振周波数の変更・
学習処理は実行されないのでベースループに戻る。

【００３５】ステップ６０４にてステップ６０２で計算
された偏差σがしきい値σ_TH未満になっているかが判断
される。しきい値σ_THは別途定めるエンジンやノックセ
ンサ等システムとの適合値である。偏差σは先にも説明
したようにＳ／Ｎ比が大きくなれば大きく、ノックの制
御性が悪化した場合は小さくなる。よって偏差σがしき
い値σ_THより大きければ共振周波数が最適な周波数と適
合しており、Ｓ／Ｎ比が大きく制御性が良好な状態であ
ると言えるので、偏差σがこのしきい値σ_TH以上と判断
された場合はこの変更・学習処理から抜ける。このしき
い値σ_THはエンジン回転数および気筒位置に依存してお
り、エンジンに適合してあらかじめ設定されている（図
１０）。

【００３６】ステップ６０４にて識別された気筒の偏差
σがしきい値σ_TH未満と判断された場合はこの識別され
た気筒の共振周波数のずれからではなく、ノックセンサ
７に異常があるという可能性があるので、ステップ６０
５にて現在処理中の気筒と同一のノックセンサ７を用い
て算出された他気筒のノック強度分布の偏差σもしきい
値σ_THを下回っているか否かが判断される。この他気筒
のノック強度分布の偏差σは、その気筒が以前の処理に
て識別されたときに算出された偏差である。またここで
判断の基準となる他気筒のしきい値σ_THはその気筒毎に
設定されている（図１０）。

【００３７】ステップ６０５で他気筒の偏差σも全て該
当するしきい値σ_THを下回っていると判断された場合は
ノックセンサ７がフェイルとなっている可能性が高いの
で共振周波数変更・学習処理が実行されずにメインルー
チンに戻る。そしてメインルーチンのステップ４３４よ
り始まるフェイル処理にてノックセンサ７がフェイルか
否かが判断される（以上、検出手段）。

【００３８】ステップ６０５にて他気筒の偏差σが全て
しきい値σ_THを下回っていないと判断された場合、経時
変化等の原因による識別された気筒に対する最適な周波
数からの共振周波数のずれを更正して学習するために、
以下のステップにて共振周波数切り替え回路２３ｂに対
し共振周波数の切り替えが実行され、新しい共振周波数
がバックアップＲＡＭに記憶される（補正手段）。

【００３９】ところで共振周波数の変更は図７のように
実行される。この図７は共振周波数切り替え回路２３ｂ
による共振周波数切り替え方法を説明した図である。こ
の切り換えられる共振周波数はあらかじめ上限値と下限
値とが設定されている。この上限値および下限値はエン
ジン固有の出力周波数に依存しており、つまりそのエン
ジンに適当な出力周波数の範囲であり、この値はバック
アップＲＡＭにマップとして記憶されている。そしてこ
の上下限値範囲内で行われる共振周波数の変更は図７で
示すようにステップ状に切り替えられる。これは本実施
例では共振周波数が複数の決まった値でしか設定できな
いシステムを考慮しているからである。

【００４０】またこの共振周波数の切り替えは共振周波
数が最適な周波数からずれていると判断されたとき、図
７に示すようにこの設定されたステップ上を徐々に高い
ステップの方に移っていく。そして設定上限に近いステ
ップまで切り替えられたあとは設定下限に近いステップ
に切り替えられ、また徐々に上のステップに切り替えら
れる。

【００４１】そしてこの設定されているステップ数が変
更中止回数として決められている。つまり一通り切り替
わっても共振周波数にずれが残る場合は切り替えにより
共振周波数の切り替えが不可能であるということであ
り、フェイルしているといえるからである。よってこの
切り替え回数が変更中止回数を越えたとき、この気筒に
関してはノック制御が困難でありセンサフェイルとして
このサブルーチンを終了し、メインルーチンにてフェイ
ル処理が行われる。

【００４２】以下、この共振周波数の変更・学習処理を
説明する。ステップ６０６にてＲＡＭ２３ｇに記憶され
ている識別された気筒の切り替え回数カウンタが１ずつ
インクリメントされる。この切り替え回数カウンタはＩ
ＧＳＷがＯＦＦされると同時にクリアされる。次にステ
ップ６０７にてこの切り替え回数が予め定められた変更
中止回数に達しているか否かが判断される。この切り替
え回数が変更中止回数に達していると判断した場合、ノ
ックセンサ７がフェイルしているものとしてこの変更識
別処理が終了し、メインルーチンにてフェイル処理が行
われる。先にも述べたとおりこの切り替え回数が変更中
止回数に達した場合は設定可能な全ての周波数において
ノック有無のＳ／Ｎ比が小さくなっていることを意味
し、切り替え処理を中止してメインルーチンのフェイル
処理に移される。

【００４３】ステップ６０７にてこの切り替え回数が変
更中止回数に達していないと判断された場合、ノックセ
ンサ７がフェイルしておらず、まだ共振周波数の切り替
えにより共振周波数のずれの更正が可能であるものとし
て、ステップ６０８にて共振周波数切り替え回路２３ｂ
に対し共振周波数の切り換え制御を実行し、この切り替
えられた共振周波数がバックアップＲＡＭに記憶された
のちメインルーチンに移る。

【００４４】なお本実施例では共振周波数がステップ状
にしか設定できないものを考えているが、共振周波数が
リニアに設定できるシステムであれば連続して設定を変
えていくようにするほうが共振周波数がより最適な周波
数に近接して設定できて望ましいのは自明である。以上
のように本発明にかかる第１実施例はノックセンサより
出力される信号の各判定区間内でのピーク値のＡＤＣデ
ータを用い、これを１つのデータとして分布σを算出
し、この分布σとしきい値σ_THとの大小を比較すること
により共振周波数のずれを検出する。そして共振周波数
のずれが検出されたとき共振周波数を切り換えて学習す
ることにより、経時変化等の原因による最適な周波数か
らの共振周波数のずれを更正することができノック制御
の良好な制御性が持続して得られる。

【００４５】なお上述の第１実施例では共振周波数のず
れの検出方法として、各気筒のノック強度分布の偏差σ
の大小を用いた。ここで第２実施例として上述のノック
発生条件成立時に識別されたノックセンサの出力のピー
ク値がしきい値以下のままであり、同一のノックセンサ
からの出力のピーク値が全てしきい値以下となっていな
いときに共振周波数のずれが生じたとして共振周波数の
変更処理に入り学習する方法でも上述の方法と同様の効
果が得られる。

【００４６】図１１はピーク値Ｖの大小により最適な周
波数からの共振周波数のずれを検出する、本発明の第２
実施例を示したフローチャートである。ステップ６０２
にて偏差σが算出される代わりにステップ１１０２にて
識別された気筒のピーク値Ｖが算出され、ステップ６０
４、ステップ６０５にて比較された偏差σの代わりにス
テップ１１０４、ステップ１１０５にてピーク値Ｖがし
きい値Ｖ_THと比較される。

【００４７】識別された気筒のピーク値Ｖがしきい値Ｖ
_THより大きいと判断され、識別された気筒と同一のノッ
クセンサによりノック制御されている他の気筒のピーク
値Ｖがしきい値Ｖ_THより小さいと判断されたとき、その
識別された気筒に対する共振周波数が最適な周波数から
ずれていると判断される。共振周波数がずれていると判
断されたとき第１実施例と同様にステップ１１０６から
ステップ１１０８にて共振周波数の変更・学習処理が実
行される。

【００４８】このしきい値Ｖ_THも第１実施例と同様にエ
ンジンやノックセンサ等のシステムとの適合によりあら
かじめ値が定められている。以上のように第２実施例に
おいても第１実施例と同様に経時変化等の原因による最
適な周波数からの共振周波数のずれを更正することがで
きノック制御の良好な制御性が持続して得られる。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明はエンジンの機差や
経時変化等にたいしても最適な共振周波数を持続して得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるシステムの一実施例を示し
た構成図である。

【図２】本発明にかかるエンジン制御ＥＣＵ内のブロッ
ク構成図である。

【図３】本発明で使用されるフラットセンサ、フィルタ
の特性図である。

【図４】ノック制御のメインルーチンを示したフローチ
ャートである。

【図５】共振周波数の設定処理を示したフローチャート
である。

【図６】第１実施例の共振周波数の変更・学習処理を示
したフローチャートである。

【図７】共振周波数の切り替えの方法を示した図であ
る。

【図８】各気筒のノック有りのときおよび無しのときの
ノックセンサ出力を示した図である。

【図９】ノックセンサの正常時と異常時とのノック強度
分布の違いを示した図である。

【図１０】エンジン回転数および気筒位置による偏差の
しきい値および共振周波数学習値のマップである。

【図１１】第２実施例の共振周波数の変更・学習処理を
示したフローチャートである。

【図１２】本発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ２ 吸気管 ３ スロットル弁 ４ エアフロメータ ５ 回転角センサ ６ ディストリビュータ ７ ノックセンサ ８ ＥＣＵ ９ インジェクタ １０ イグナイタ １１ 警告灯 ２２ 入力Ｉ／Ｆ回路 ２３ ノック制御用ＥＣＵ ２３ａ Ｉ／Ｆ回路 ２３ｂ 共振周波数切り替え回路 ２３ｃ Ｐ／Ｈ回路 ２３ｄ ＣＰＵ ２３ｅ ＡＤＣ ２３ｆ ＲＯＭ ２３ｇ ＲＡＭ ２４ ホストＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｍ 15/00 Ａ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のノッキングを検出するノック
   センサと、 該ノックセンサの共振する周波数の設定値を予め記憶し
   ておく記憶手段と、 ノック発生条件下で、前記ノックセンサの共振する周波
   数を切り替える切り替え手段と、 実際にノックが検出される状態となった時に切替えられ
   た共振周波数と前記記憶手段により記憶されている設定
   値とのずれを検出する検出手段と、 該検出手段により設定値のずれが検出されたとき、この
   ずれを減らす方向に前記記憶手段に記憶されている設定
   値を補正する補正手段とを備える内燃機関のノッキング
   制御装置。
2. 【請求項２】 前記設定値は前記内燃機関の気筒位置や
   内燃機関の機関回転数により異なる値である請求項１記
   載の内燃機関のノッキング制御装置。
3. 【請求項３】 前記ノックセンサは前記内燃機関の複数
   の気筒のノッキングを検出し、 前記検出手段は、前記ノックセンサの出力した複数の気
   筒の強度分布をそれぞれ算出し、この算出された複数の
   気筒の強度分布の偏差を算出し、この各気筒について算
   出された偏差と各気筒毎に設定された所定値とを比較し
   て、その複数の気筒のうち１つの気筒について算出され
   た偏差がこの気筒について設定された所定値より小さ
   く、かつ前記１つの気筒以外の気筒について算出された
   偏差がそれぞれの気筒について設定された所定値より大
   きいことを検出したとき、この１つの気筒に対する設定
   値がずれていることを検出する請求項１または２記載の
   内燃機関のノッキング制御装置。
4. 【請求項４】 前記ノックセンサは前記内燃機関の複数
   の気筒のノッキングを検出し、 前記検出手段は、前記ノックセンサの出力した複数の気
   筒のノック強度のピーク値を算出し、この各気筒につい
   て算出されたピーク値と各気筒毎に設定された所定値と
   を比較して、その複数の気筒のうち１つの気筒について
   算出されたピーク値がこの気筒について設定された所定
   値より小さく、かつ前記１つの気筒以外の気筒について
   算出されたピーク値がそれぞれの気筒について設定され
   た所定値より大きいことを検出したとき、前記１つの気
   筒に対する設定値がずれていることを検出する請求項１
   または２記載の内燃機関のノッキング制御装置。
5. 【請求項５】 前記１つの気筒は点火タイミング近くの
   気筒である請求項３または４記載の内燃機関のノッキン
   グ制御装置。
6. 【請求項６】 前記ノックセンサは前記内燃機関の複数
   の気筒のうち点火タイミング近くの気筒の振動を検出し
   て出力し、 前記検出手段は、前記ノックセンサの出力した点火タイ
   ミング近くの気筒の強度分布を算出し、この算出された
   気筒の強度分布の偏差を算出し、 この算出された偏差とこの気筒に設定された所定値とを
   比較して偏差のほうが所定値よりも小さく、かつ今回よ
   りも前の点火タイミング近くで算出された他の気筒の強
   度分布の偏差がそれぞれの気筒について設定された所定
   値より大きいと判断されたとき、この今回の点火タイミ
   ング近くにある気筒に対する設定値がずれていることを
   検出する請求項１または２記載の内燃機関のノッキング
   制御装置。
7. 【請求項７】 前記ノックセンサは前記内燃機関の複数
   の気筒のうち点火タイミング近くの気筒の振動を検出し
   て出力し、 前記検出手段は、前記ノックセンサの出力した点火タイ
   ミング近くの気筒の強度のピーク値を算出し、この算出
   されたピーク値とこの気筒に設定された所定値とを比較
   してピーク値のほうが所定値よりも小さく、かつ今回よ
   りも前の点火タイミング近くで算出された気筒のピーク
   値がそれぞれの気筒について設定された所定値より大き
   いと判断されたとき、この今回の点火タイミング近くに
   ある気筒に対する設定値がずれていることを検出する請
   求項１または２記載の内燃機関のノッキング制御装置。
8. 【請求項８】 前記ノック発生条件が、パワー増量中又
   はエンジン回転の変化量が高回転側に所定値以上変化し
   たときである請求項１記載の内燃機関のノッキング制御
   装置。