JPH1077944A - 内燃機関のノッキング検出装置 - Google Patents
内燃機関のノッキング検出装置Info
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- JPH1077944A JPH1077944A JP8233006A JP23300696A JPH1077944A JP H1077944 A JPH1077944 A JP H1077944A JP 8233006 A JP8233006 A JP 8233006A JP 23300696 A JP23300696 A JP 23300696A JP H1077944 A JPH1077944 A JP H1077944A
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- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
- G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
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- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スパイクノイズが発生した場合にも誤ってノ
ッキング発生と検出することを防止することのできる内
燃機関のノッキング検出装置を提供する。 【解決手段】 イオン電流検出部１７で検出されたイオ
ン電流信号は、バンドパスフィルタ３２を通過するノッ
キング周波数成分とローパスフィルタ３２１およびハイ
パスフィルタ３２２を通過するノッキング周波数成分以
外の周波数成分とに分離される。そして、ノッキング周
波数成分が所定レベル以上であるときにノッキングが発
生していると判定されるが、ノッキング周波数成分以外
の周波数成分が所定レベル以上であるときにはスパイク
ノイズが発生しているものとして、スパイクノイズに起
因してノッキングが発生しているとする誤判定が生じる
ことが防止される。
ッキング発生と検出することを防止することのできる内
燃機関のノッキング検出装置を提供する。 【解決手段】 イオン電流検出部１７で検出されたイオ
ン電流信号は、バンドパスフィルタ３２を通過するノッ
キング周波数成分とローパスフィルタ３２１およびハイ
パスフィルタ３２２を通過するノッキング周波数成分以
外の周波数成分とに分離される。そして、ノッキング周
波数成分が所定レベル以上であるときにノッキングが発
生していると判定されるが、ノッキング周波数成分以外
の周波数成分が所定レベル以上であるときにはスパイク
ノイズが発生しているものとして、スパイクノイズに起
因してノッキングが発生しているとする誤判定が生じる
ことが防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はイオン電流による内
燃機関のノッキング検出装置に係わり、特にスパイクノ
イズが発生した場合にも誤ってノッキング発生と検出す
ることを防止することのできる内燃機関のノッキング検
出装置に関する。
燃機関のノッキング検出装置に係わり、特にスパイクノ
イズが発生した場合にも誤ってノッキング発生と検出す
ることを防止することのできる内燃機関のノッキング検
出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガソリンを燃料とする内燃機関では、ピ
ストンで圧縮した混合気に点火栓で着火し、混合気を燃
焼させることによって出力を得ている。即ち正常な燃焼
においては、点火栓のギャップの近傍に混合気の火炎核
が形成され、この火炎核が燃焼室全体に伝播する。
ストンで圧縮した混合気に点火栓で着火し、混合気を燃
焼させることによって出力を得ている。即ち正常な燃焼
においては、点火栓のギャップの近傍に混合気の火炎核
が形成され、この火炎核が燃焼室全体に伝播する。
【０００３】点火栓による点火時期は内燃機関出力と密
接に関係しており、点火時期が遅すぎると火炎伝播速度
も遅くなるため燃焼は緩慢となり燃焼効率の低下を招
き、ひいては内燃機関出力も低下する。逆に点火時期を
早めると火炎の伝播が早まり燃焼最大圧力が上昇して内
燃機関出力は増加する。しかし点火時期を過度に早める
と、混合気が火炎の伝播を待たずに自己着火するノッキ
ングが発生し、内燃機関を損傷するおそれも生じる。
接に関係しており、点火時期が遅すぎると火炎伝播速度
も遅くなるため燃焼は緩慢となり燃焼効率の低下を招
き、ひいては内燃機関出力も低下する。逆に点火時期を
早めると火炎の伝播が早まり燃焼最大圧力が上昇して内
燃機関出力は増加する。しかし点火時期を過度に早める
と、混合気が火炎の伝播を待たずに自己着火するノッキ
ングが発生し、内燃機関を損傷するおそれも生じる。
【０００４】即ち、点火時期をノッキングが発生する直
前の領域（ＭＢＴ＝Minimum SparkAdvance for Best To
rque ）として内燃機関を運転することが燃費、出力の
点で有利であり、ノッキングの発生を確実に検出するこ
とは極めて重要である。従来からノッキングを検出する
ために振動センサの一種であるノックセンサが使用され
てきたが、混合気の燃焼により燃焼室内にイオンが発生
し、イオン電流が流れることを利用したノッキング検出
装置も検討されている。
前の領域（ＭＢＴ＝Minimum SparkAdvance for Best To
rque ）として内燃機関を運転することが燃費、出力の
点で有利であり、ノッキングの発生を確実に検出するこ
とは極めて重要である。従来からノッキングを検出する
ために振動センサの一種であるノックセンサが使用され
てきたが、混合気の燃焼により燃焼室内にイオンが発生
し、イオン電流が流れることを利用したノッキング検出
装置も検討されている。
【０００５】図１は内燃機関の点火回路の概略図であっ
て、イグニッションコイル１１の１次コイル１１１の一
端はバッテリ１２の正電極に接続されている。そして他
の一端はイグナイタに含まれるスイッチング用のトラン
ジスタ１３のコレクタ、エミッタを介して接地される。
なお、トランジスタ１３のベースは点火時期制御部１４
に接続され、点火時期制御部１４からイグニッション信
号ＩＧＴが出力されたときに導通する。
て、イグニッションコイル１１の１次コイル１１１の一
端はバッテリ１２の正電極に接続されている。そして他
の一端はイグナイタに含まれるスイッチング用のトラン
ジスタ１３のコレクタ、エミッタを介して接地される。
なお、トランジスタ１３のベースは点火時期制御部１４
に接続され、点火時期制御部１４からイグニッション信
号ＩＧＴが出力されたときに導通する。
【０００６】イグニッションコイル１１の２次コイル１
１２の一端もバッテリ１２の正電極に接続されている
が、他端は逆流防止用ダイオード１５ディストリビュー
タ（図示せず）およびハイテンションケーブルを介して
点火栓１６に接続される。イオン電流検出部１７はイグ
ニッションコイル１１の２次コイル１１２の他端に点火
栓１６と並列に接続される。
１２の一端もバッテリ１２の正電極に接続されている
が、他端は逆流防止用ダイオード１５ディストリビュー
タ（図示せず）およびハイテンションケーブルを介して
点火栓１６に接続される。イオン電流検出部１７はイグ
ニッションコイル１１の２次コイル１１２の他端に点火
栓１６と並列に接続される。
【０００７】イオン電流は、保護ダイオード１７１を介
して電流−電圧変換抵抗１７２、バイアス電源１７３の
直列回路に導かれる。電流−電圧変換抵抗１７２と保護
ダイオード１７１との接続点に発生する電圧は直流成分
カット用のコンデンサ１７４を介して、演算増幅器と抵
抗とで構成される増幅回路１７５に導かれる。従ってイ
オン電流検出部１７の出力端子１７６にはイオン電流の
交流成分に比例した電圧信号が出力される。
して電流−電圧変換抵抗１７２、バイアス電源１７３の
直列回路に導かれる。電流−電圧変換抵抗１７２と保護
ダイオード１７１との接続点に発生する電圧は直流成分
カット用のコンデンサ１７４を介して、演算増幅器と抵
抗とで構成される増幅回路１７５に導かれる。従ってイ
オン電流検出部１７の出力端子１７６にはイオン電流の
交流成分に比例した電圧信号が出力される。
【０００８】図２は点火回路（図１）の各部の電圧波形
図であって、上から順に、イグニッション信号ＩＧＴ、
１次コイル接地端側（Ｐ点）電圧、２次コイル高電圧側
（Ｓ点）電圧、イオン電流検出部入力（Ｉ点）電圧を表
す。なお、横軸は時間を表す。時刻ｔ1 においてイグニ
ッション信号ＩＧＴが“Ｈ”レベルとなりトランジスタ
１３が導通状態となると、イグニッションコイル１１の
１次コイル１１１の接地側端子Ｐの電圧は低下しする。
２次コイルの高電圧側端子Ｓには時刻ｔ1 の直後に負の
高電圧パルスが発生するが、点火栓１６およびイオン電
流検出部１７への流れ込みは逆流防止用ダイオード１５
に阻止される。
図であって、上から順に、イグニッション信号ＩＧＴ、
１次コイル接地端側（Ｐ点）電圧、２次コイル高電圧側
（Ｓ点）電圧、イオン電流検出部入力（Ｉ点）電圧を表
す。なお、横軸は時間を表す。時刻ｔ1 においてイグニ
ッション信号ＩＧＴが“Ｈ”レベルとなりトランジスタ
１３が導通状態となると、イグニッションコイル１１の
１次コイル１１１の接地側端子Ｐの電圧は低下しする。
２次コイルの高電圧側端子Ｓには時刻ｔ1 の直後に負の
高電圧パルスが発生するが、点火栓１６およびイオン電
流検出部１７への流れ込みは逆流防止用ダイオード１５
に阻止される。
【０００９】時刻ｔ2 においてイグニッション信号ＩＧ
Ｔが“Ｌ”レベルとなりトランジスタ１３が遮断状態と
なると、１次コイル１１１の接地側端子Ｐの電圧は急激
に上昇し、２次コイルの接地側端子Ｓに正の高電圧パル
スが発生する。この正の高電圧パルスは逆流防止用ダイ
オード１５に阻止されることなく点火栓１６に流れ込み
放電するが、イオン検出部１７への流れ込みは保護ダイ
オード１７１によって阻止される。
Ｔが“Ｌ”レベルとなりトランジスタ１３が遮断状態と
なると、１次コイル１１１の接地側端子Ｐの電圧は急激
に上昇し、２次コイルの接地側端子Ｓに正の高電圧パル
スが発生する。この正の高電圧パルスは逆流防止用ダイ
オード１５に阻止されることなく点火栓１６に流れ込み
放電するが、イオン検出部１７への流れ込みは保護ダイ
オード１７１によって阻止される。
【００１０】さらに、点火栓１６の放電後の時刻ｔ3 〜
ｔ4 にかけて、ハイテンションコード１８等が浮遊イン
ダクタンスおよび浮遊キャパシタンスを有することに起
因してイグニッションコイル１１に残留しているエネル
ギによるＬＣ共振が発生する。気筒内の混合気は点火栓
１６の放電により着火し、火炎が拡散するに応じて気筒
内にイオンが発生するためイオン電流が流れ始める。イ
オン電流は気筒内圧力の上昇に応じて増加し、気筒内圧
力の低下とともに減少する。
ｔ4 にかけて、ハイテンションコード１８等が浮遊イン
ダクタンスおよび浮遊キャパシタンスを有することに起
因してイグニッションコイル１１に残留しているエネル
ギによるＬＣ共振が発生する。気筒内の混合気は点火栓
１６の放電により着火し、火炎が拡散するに応じて気筒
内にイオンが発生するためイオン電流が流れ始める。イ
オン電流は気筒内圧力の上昇に応じて増加し、気筒内圧
力の低下とともに減少する。
【００１１】そして、内燃機関にノッキングが発生した
場合には、イオン電流がピークに到達した後の減少時期
に特定の周波数（６〜７ＫＨｚ）のノッキング信号が重
畳する。従って、イオン電流によってノッキングを検出
するためには、この特定周波数のノッキング信号だけを
検出し他の信号（例えばＬＣ共振波形）は除去すること
が好ましいため、余分な信号のなくなる時刻以後の時刻
ｔ5 で開となりイオン電流減少後の適当な時刻（例えば
ＡＴＤＣ６０゜）ｔ6 で閉となるノッキングウインドを
設け、ノッキングウインドが開となっている期間のイオ
ン電流検出部１７の出力に基づきノッキングを検出する
ことが好ましい。
場合には、イオン電流がピークに到達した後の減少時期
に特定の周波数（６〜７ＫＨｚ）のノッキング信号が重
畳する。従って、イオン電流によってノッキングを検出
するためには、この特定周波数のノッキング信号だけを
検出し他の信号（例えばＬＣ共振波形）は除去すること
が好ましいため、余分な信号のなくなる時刻以後の時刻
ｔ5 で開となりイオン電流減少後の適当な時刻（例えば
ＡＴＤＣ６０゜）ｔ6 で閉となるノッキングウインドを
設け、ノッキングウインドが開となっている期間のイオ
ン電流検出部１７の出力に基づきノッキングを検出する
ことが好ましい。
【００１２】ここで、イオン電流検出部１７の出力信号
をバンドパスフィルタを使用してノッキング信号を分離
し、この分離されたノッキング信号を積分し、この積分
値に基づいてノッキングを検出する「イオン電流による
ノッキング検出方法」が既に提案されている（特開平６
−１５９１２９公報参照）。図３は上記提案にかかるイ
オン電流によるノッキング検出方法の実施例の構成図で
あって、イオン電流検出部１７５の出力はバンドパスフ
ィルタ（ＢＰＦ）部３２、積分（あるいはピークホール
ド）部３３を介して処理部３４に取り込まれる。なお積
分（あるいはピークホールド）部３３の動作は、点火後
内燃機関回転数および負荷に応じて定まる所定時間後に
開となり、開後クランク角度に換算して約５０°ＣＡに
相当する閉鎖時間後に閉となるウインドによって制御さ
れる。
をバンドパスフィルタを使用してノッキング信号を分離
し、この分離されたノッキング信号を積分し、この積分
値に基づいてノッキングを検出する「イオン電流による
ノッキング検出方法」が既に提案されている（特開平６
−１５９１２９公報参照）。図３は上記提案にかかるイ
オン電流によるノッキング検出方法の実施例の構成図で
あって、イオン電流検出部１７５の出力はバンドパスフ
ィルタ（ＢＰＦ）部３２、積分（あるいはピークホール
ド）部３３を介して処理部３４に取り込まれる。なお積
分（あるいはピークホールド）部３３の動作は、点火後
内燃機関回転数および負荷に応じて定まる所定時間後に
開となり、開後クランク角度に換算して約５０°ＣＡに
相当する閉鎖時間後に閉となるウインドによって制御さ
れる。
【００１３】そして、イオン濃度の瞬間的な変化と推測
されるノイズの積分値はステップ状に増加しノッキング
信号の積分値は連続的に増加することを利用して、ノイ
ズ成分を除去している。なお、放電終了後のＬＣ共振の
影響を除去するために、イオン電流検出部１７５とＢＰ
Ｆ部３２との間にＬＣ共振マスク部３１を設けることも
公知である。
されるノイズの積分値はステップ状に増加しノッキング
信号の積分値は連続的に増加することを利用して、ノイ
ズ成分を除去している。なお、放電終了後のＬＣ共振の
影響を除去するために、イオン電流検出部１７５とＢＰ
Ｆ部３２との間にＬＣ共振マスク部３１を設けることも
公知である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
電流検出部１７は極く微小なイオン電流を検出するため
に入力インピーダンスおよびゲインを高くする必要があ
り、点火栓１６のコロナ放電等に起因するスパイクノイ
ズを拾い易いものとなることは避けられず、またスパイ
クノイズは広い周波数スペクトルを有するためＢＰＦ部
３２では排除することはできないだけでなくスパイクノ
イズの発生時期も不定であるため、スパイクノイズとノ
ッキングとを確実に分離することができず、ノッキング
が発生しているとする誤検出が生じるおそれがある。
電流検出部１７は極く微小なイオン電流を検出するため
に入力インピーダンスおよびゲインを高くする必要があ
り、点火栓１６のコロナ放電等に起因するスパイクノイ
ズを拾い易いものとなることは避けられず、またスパイ
クノイズは広い周波数スペクトルを有するためＢＰＦ部
３２では排除することはできないだけでなくスパイクノ
イズの発生時期も不定であるため、スパイクノイズとノ
ッキングとを確実に分離することができず、ノッキング
が発生しているとする誤検出が生じるおそれがある。
【００１５】図４は課題の説明図であって、上から順に
ＬＣ共振マスク部３１の出力、ＢＰＦ部３２の出力、ノ
ッキングウインド、ピークホールド部の出力、および積
分部の出力を表す。なお、横軸は時間を表す。即ち、時
刻ｔ10以前はＬＣ共振マスク部３１によってイオン検出
部１７の出力はマスクされ、時刻ｔ11以後の信号のみが
ＬＣ共振マスク部から出力される。例えば、１０°ＡＴ
ＤＣから６０°ＡＴＤＣの間でノッキングウインドが開
となり、ピークホールド動作もしくは積分動作が開始さ
れる。
ＬＣ共振マスク部３１の出力、ＢＰＦ部３２の出力、ノ
ッキングウインド、ピークホールド部の出力、および積
分部の出力を表す。なお、横軸は時間を表す。即ち、時
刻ｔ10以前はＬＣ共振マスク部３１によってイオン検出
部１７の出力はマスクされ、時刻ｔ11以後の信号のみが
ＬＣ共振マスク部から出力される。例えば、１０°ＡＴ
ＤＣから６０°ＡＴＤＣの間でノッキングウインドが開
となり、ピークホールド動作もしくは積分動作が開始さ
れる。
【００１６】そして、１０°ＡＴＤＣ以後にノッキング
が発生したときにはピークホールド部もしくは積分部の
出力は増加するが、ノッキングが軽微であるときにはそ
の出力はしきい値レベルＬTHを越えることはない。しか
し時刻ｔ11においてスパイクノイズが発生すると、スパ
イクノイズ中のノッキング周波数成分の影響によりピー
クホールド部もしくは積分部の出力がしきい値レベルＬ
TH以上に増加する場合もある。このような場合には、処
理部３４はノッキングが発生したと誤った検出を行う。
が発生したときにはピークホールド部もしくは積分部の
出力は増加するが、ノッキングが軽微であるときにはそ
の出力はしきい値レベルＬTHを越えることはない。しか
し時刻ｔ11においてスパイクノイズが発生すると、スパ
イクノイズ中のノッキング周波数成分の影響によりピー
クホールド部もしくは積分部の出力がしきい値レベルＬ
TH以上に増加する場合もある。このような場合には、処
理部３４はノッキングが発生したと誤った検出を行う。
【００１７】実際にノッキングは発生していないのにノ
ッキングが発生しているとする誤検出が発生すると、ノ
ッキング抑制のための点火時期の遅角制御が行われて、
燃費、出力が低下するという課題が生じる。本発明は上
記課題に鑑みなされたものであって、スパイクノイズが
発生した場合にも誤ってノッキング発生と検出すること
を防止することのできる内燃機関のノッキング検出装置
を提供することを目的とする。
ッキングが発生しているとする誤検出が発生すると、ノ
ッキング抑制のための点火時期の遅角制御が行われて、
燃費、出力が低下するという課題が生じる。本発明は上
記課題に鑑みなされたものであって、スパイクノイズが
発生した場合にも誤ってノッキング発生と検出すること
を防止することのできる内燃機関のノッキング検出装置
を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る内燃機
関のノッキング検出装置は、内燃機関の燃焼室内に設置
される一対の電極に電圧を印加し燃焼室内の混合気が燃
焼する際に発生するイオンを介してこの一対の電極間を
流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、イ
オン電流検出手段の出力信号をノッキングの発生を表す
特定周波数成分の信号とこの特定周波数以外の周波数成
分の信号とに分離する分離手段と、分離手段によって分
離された特定周波数成分の信号に基づいてノッキングが
発生しているか否かを判定するノッキング発生判定手段
と、分離手段によって分離された特定周波数以外の周波
数成分の信号に基づいてノッキング発生判定手段による
ノッキングが発生しているか否かの判定を禁止するノッ
キング発生判定禁止手段と、を具備する。
関のノッキング検出装置は、内燃機関の燃焼室内に設置
される一対の電極に電圧を印加し燃焼室内の混合気が燃
焼する際に発生するイオンを介してこの一対の電極間を
流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、イ
オン電流検出手段の出力信号をノッキングの発生を表す
特定周波数成分の信号とこの特定周波数以外の周波数成
分の信号とに分離する分離手段と、分離手段によって分
離された特定周波数成分の信号に基づいてノッキングが
発生しているか否かを判定するノッキング発生判定手段
と、分離手段によって分離された特定周波数以外の周波
数成分の信号に基づいてノッキング発生判定手段による
ノッキングが発生しているか否かの判定を禁止するノッ
キング発生判定禁止手段と、を具備する。
【００１９】本装置にあっては、イオン電流をノッキン
グ周波数成分とノッキング周波数以外の周波数成分に分
離し、ノッキング周波数以外の周波数成分が所定レベル
以上であるときにはスパイクノイズによる誤判定のおそ
れがあるものとしてノッキング周波数成分に基づくノッ
キングの発生判定が禁止される。第２の発明に係る内燃
機関のノッキング検出装置は、分離手段が、イオン電流
検出手段の出力信号をノッキングの発生を表す特定周波
数成分の信号とこの特定周波数より高い周波数成分を有
する信号とに分離するものである。
グ周波数成分とノッキング周波数以外の周波数成分に分
離し、ノッキング周波数以外の周波数成分が所定レベル
以上であるときにはスパイクノイズによる誤判定のおそ
れがあるものとしてノッキング周波数成分に基づくノッ
キングの発生判定が禁止される。第２の発明に係る内燃
機関のノッキング検出装置は、分離手段が、イオン電流
検出手段の出力信号をノッキングの発生を表す特定周波
数成分の信号とこの特定周波数より高い周波数成分を有
する信号とに分離するものである。
【００２０】本装置にあっては、ノッキング周波数以上
の周波数成分に基づいてスパイクノイズの有無が判定さ
れる。第３発明に係る内燃機関のノッキング検出装置
は、分離手段によって分離された特定周波数以外の周波
数成分の信号が予め定められた第１の所定値よりも大き
くかつ分離手段によって分離された特定周波数成分の信
号が予め定められた第２の所定値よりも大きいときはノ
ッキング発生判定禁止手段による判定を禁止を解除する
解除手段をさらに具備する。
の周波数成分に基づいてスパイクノイズの有無が判定さ
れる。第３発明に係る内燃機関のノッキング検出装置
は、分離手段によって分離された特定周波数以外の周波
数成分の信号が予め定められた第１の所定値よりも大き
くかつ分離手段によって分離された特定周波数成分の信
号が予め定められた第２の所定値よりも大きいときはノ
ッキング発生判定禁止手段による判定を禁止を解除する
解除手段をさらに具備する。
【００２１】本装置にあっては、スパイクノイズが検出
された場合であってもノッキング周波数成分が所定レベ
ル以上であれば、ノッキング周波数成分に基づくノッキ
ングの発生判定が行われる。
された場合であってもノッキング周波数成分が所定レベ
ル以上であれば、ノッキング周波数成分に基づくノッキ
ングの発生判定が行われる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図５は本発明に係る内燃機関のノ
ッキング検出装置の第１の実施例の構成図であって、内
燃機関５においてピストン５００、吸気弁５１０および
排気弁５２０で画成される燃焼室５０１には、エアクリ
ーナ５１１から吸入される吸入空気と燃料噴射弁５１５
から噴射される燃料の混合気が供給される。
ッキング検出装置の第１の実施例の構成図であって、内
燃機関５においてピストン５００、吸気弁５１０および
排気弁５２０で画成される燃焼室５０１には、エアクリ
ーナ５１１から吸入される吸入空気と燃料噴射弁５１５
から噴射される燃料の混合気が供給される。
【００２３】なお吸入空気量はエアフローメータ５１２
で計測され、吸気管５１３の途中に配置されるスロット
ル弁５１４で調整される。ピストン５００で圧縮された
混合気は、ピストン５００の上死点近傍において点火栓
５０２の放電により着火し、燃焼により膨張してピスト
ン５００を押し下げ駆動力を発生する。
で計測され、吸気管５１３の途中に配置されるスロット
ル弁５１４で調整される。ピストン５００で圧縮された
混合気は、ピストン５００の上死点近傍において点火栓
５０２の放電により着火し、燃焼により膨張してピスト
ン５００を押し下げ駆動力を発生する。
【００２４】燃焼後の排気ガスは排気弁５２０から排気
管５２１に排出されるが、排気ガス中の酸素濃度は排気
管５２１に設置される空燃比センサ５２２によって検出
される。また内燃機関５を冷却する冷却水の温度はウオ
ータジャケット５０３に挿入された冷却水温度センサ５
０４によって検出される。
管５２１に排出されるが、排気ガス中の酸素濃度は排気
管５２１に設置される空燃比センサ５２２によって検出
される。また内燃機関５を冷却する冷却水の温度はウオ
ータジャケット５０３に挿入された冷却水温度センサ５
０４によって検出される。
【００２５】燃焼室５０１内を流れるイオン電流は点火
栓１６、イオン検出部１７を介してＬＣ共振マスク部３
１に導かれる。ＬＣ共振マスク部３１の出力は、ノッキ
ングに特有の周波数成分（６〜７ＫＨｚ）だけを通過さ
せるバンドパフィルタ３２を介してバンドパフィルタ３
２の出力のピーク値を保持するピークホールド部３３に
供給されるだけでなく、ノッキングに特有の周波数以下
の周波数成分（例えば１〜２ＫＨｚ成分）だけを通過さ
せる低周波数域バンドパスフィルタ３２１、低周波数成
分比較部３３１を介して低周波数成分ラッチ部３４１
に、およびノッキングに特有の周波数以上の周波数成分
（例えば１４〜１６ＫＨｚ成分）だけを通過させる高周
波数域バンドパスフィルタ３２２、高周波数成分比較部
３３２を介して高周波数成分ラッチ部３４２にも供給さ
れる。なお、ピークホールド部３３に代えてバンドパフ
ィルタ３２の出力を積分する積分部を使用することも可
能である。
栓１６、イオン検出部１７を介してＬＣ共振マスク部３
１に導かれる。ＬＣ共振マスク部３１の出力は、ノッキ
ングに特有の周波数成分（６〜７ＫＨｚ）だけを通過さ
せるバンドパフィルタ３２を介してバンドパフィルタ３
２の出力のピーク値を保持するピークホールド部３３に
供給されるだけでなく、ノッキングに特有の周波数以下
の周波数成分（例えば１〜２ＫＨｚ成分）だけを通過さ
せる低周波数域バンドパスフィルタ３２１、低周波数成
分比較部３３１を介して低周波数成分ラッチ部３４１
に、およびノッキングに特有の周波数以上の周波数成分
（例えば１４〜１６ＫＨｚ成分）だけを通過させる高周
波数域バンドパスフィルタ３２２、高周波数成分比較部
３３２を介して高周波数成分ラッチ部３４２にも供給さ
れる。なお、ピークホールド部３３に代えてバンドパフ
ィルタ３２の出力を積分する積分部を使用することも可
能である。
【００２６】ピークホールド部３３、低周波数成分ラッ
チ部３４１および高周波数成分ラッチ部３４２はそれぞ
れ処理部５５に接続される。処理部５５はマイクロコン
ピュータシステムであって、バス５５０を中心として、
アナログ入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）５５１、ディ
ジタル入力Ｉ／Ｆ５５２、出力Ｉ／Ｆ５５３、ＣＰＵ５
５４およびメモリ５５５から構成される。
チ部３４１および高周波数成分ラッチ部３４２はそれぞ
れ処理部５５に接続される。処理部５５はマイクロコン
ピュータシステムであって、バス５５０を中心として、
アナログ入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）５５１、ディ
ジタル入力Ｉ／Ｆ５５２、出力Ｉ／Ｆ５５３、ＣＰＵ５
５４およびメモリ５５５から構成される。
【００２７】即ちピークホールド部３３の出力はアナロ
グ入力Ｉ／Ｆ５５１に接続されるが、アナログ入力Ｉ／
Ｆ５５１にはエアフローメータ５１２、冷却水温度セン
サ５０４および空燃比センサ５２２も接続される。ま
た、低周波数成分ラッチ部３４１および高周波数成分ラ
ッチ部３４２はディジタル入力Ｉ／Ｆ５５２に接続され
る。
グ入力Ｉ／Ｆ５５１に接続されるが、アナログ入力Ｉ／
Ｆ５５１にはエアフローメータ５１２、冷却水温度セン
サ５０４および空燃比センサ５２２も接続される。ま
た、低周波数成分ラッチ部３４１および高周波数成分ラ
ッチ部３４２はディジタル入力Ｉ／Ｆ５５２に接続され
る。
【００２８】出力Ｉ／Ｆ５５３からは燃料噴射弁５１５
に対する開弁指令が出力されるほか、点火指令信号ＩＧ
Ｔおよびイオン電流取り込み制御信号が出力される。即
ち点火指令信号ＩＧＴはイグニッションコイル１１で昇
圧され、ディストリビュータ５０５を介して点火栓１６
に送られる。なお、ディストリビュータ５０５は例えば
３０°ＣＡ（クランク角）ごとにパルス信号を発生する
クランク角センサ５０６および例えば７２０°ＣＡごと
にパルス信号を発生する基準角センサ５０７を内蔵し、
それぞれの出力はディジタル入力Ｉ／Ｆ５５２を介して
処理部５５に取り込まれ、内燃機関回転数Ｎｅの算出、
燃料噴射弁５１５の開閉時期制御および点火指令信号Ｉ
ＧＴの出力時期制御に使用される。
に対する開弁指令が出力されるほか、点火指令信号ＩＧ
Ｔおよびイオン電流取り込み制御信号が出力される。即
ち点火指令信号ＩＧＴはイグニッションコイル１１で昇
圧され、ディストリビュータ５０５を介して点火栓１６
に送られる。なお、ディストリビュータ５０５は例えば
３０°ＣＡ（クランク角）ごとにパルス信号を発生する
クランク角センサ５０６および例えば７２０°ＣＡごと
にパルス信号を発生する基準角センサ５０７を内蔵し、
それぞれの出力はディジタル入力Ｉ／Ｆ５５２を介して
処理部５５に取り込まれ、内燃機関回転数Ｎｅの算出、
燃料噴射弁５１５の開閉時期制御および点火指令信号Ｉ
ＧＴの出力時期制御に使用される。
【００２９】また、イオン電流取り込み制御信号はＬＣ
共振マスク部３１をＬＣ共振が発生している間オフとし
てＬＣ共振波形が取り込まれることを防止するほか、ピ
ークホールド部３３、低周波数成分ラッチ部３４１およ
び高周波数成分ラッチ部３４２にも供給され前記のノッ
キングウインドの期間内のピークホールド部３３、低周
波数成分ラッチ部３４１および高周波数成分ラッチ部３
４２の動作を許容する。
共振マスク部３１をＬＣ共振が発生している間オフとし
てＬＣ共振波形が取り込まれることを防止するほか、ピ
ークホールド部３３、低周波数成分ラッチ部３４１およ
び高周波数成分ラッチ部３４２にも供給され前記のノッ
キングウインドの期間内のピークホールド部３３、低周
波数成分ラッチ部３４１および高周波数成分ラッチ部３
４２の動作を許容する。
【００３０】図６は、第１の実施例において処理部５５
のＣＰＵ５５４で実行される第１のノッキング制御ルー
チンのフローチャートであって、内燃機関５の各気筒の
点火時期演算タイミング毎に実行される。即ち各変数は
気筒毎に定められる。ステップ６０においてピークホー
ルド部３３にホールドされたイオン電流のピークＶＫＮ
を読み込み、ステップ６１において低周波数成分ラッチ
部３４１および高周波数成分ラッチ部３４２にラッチさ
れた信号レベルＶＮＣＨおよびＶＮＣＬを読み込む。
のＣＰＵ５５４で実行される第１のノッキング制御ルー
チンのフローチャートであって、内燃機関５の各気筒の
点火時期演算タイミング毎に実行される。即ち各変数は
気筒毎に定められる。ステップ６０においてピークホー
ルド部３３にホールドされたイオン電流のピークＶＫＮ
を読み込み、ステップ６１において低周波数成分ラッチ
部３４１および高周波数成分ラッチ部３４２にラッチさ
れた信号レベルＶＮＣＨおよびＶＮＣＬを読み込む。
【００３１】ステップ６２において低周波数成分ラッチ
部３４１および高周波数成分ラッチ部３４２にラッチさ
れた信号レベルＶＮＣＨおよびＶＮＣＬの少なくとも一
方が“１”レベルであるか、即ちイオン電流中に予め定
めた所定レベル以上のノッキング周波数以外の周波数成
分が検出されたかを判定する。ステップ６２で否定判定
されたとき、即ちイオン電流中に予め定めた所定レベル
以上のノッキング周波数以外の周波数成分が検出されな
いときはステップ６３に進みバックグランドＶＢＧ算出
処理を実行するが、処理の内容は後述する。
部３４１および高周波数成分ラッチ部３４２にラッチさ
れた信号レベルＶＮＣＨおよびＶＮＣＬの少なくとも一
方が“１”レベルであるか、即ちイオン電流中に予め定
めた所定レベル以上のノッキング周波数以外の周波数成
分が検出されたかを判定する。ステップ６２で否定判定
されたとき、即ちイオン電流中に予め定めた所定レベル
以上のノッキング周波数以外の周波数成分が検出されな
いときはステップ６３に進みバックグランドＶＢＧ算出
処理を実行するが、処理の内容は後述する。
【００３２】ステップ６４において、イオン電流のピー
クＶＫＮがバックグランドＶＢＧの予め定められた第１
の係数（Ｋ１）倍以上であるかを判定する。そして肯定
判定されたときは、ステップ６５においてイオン電流の
ピークＶＫＮがバックグランドＶＢＧの予め定められた
第２の係数（Ｋ２）倍以上であるかを判定する。ここ
で、０＜Ｋ１＜Ｋ２とする。
クＶＫＮがバックグランドＶＢＧの予め定められた第１
の係数（Ｋ１）倍以上であるかを判定する。そして肯定
判定されたときは、ステップ６５においてイオン電流の
ピークＶＫＮがバックグランドＶＢＧの予め定められた
第２の係数（Ｋ２）倍以上であるかを判定する。ここ
で、０＜Ｋ１＜Ｋ２とする。
【００３３】ステップ６５で肯定判定されたとき、即ち
ノッキングが大きいときには、ステップ６６で点火時期
補正値ΔＴＩを予め定められた大遅角量（−ＤＴＨ）に
設定してステップ６９に進む。ステップ６５で否定判定
されたとき、即ちノッキングは発生しているものの小さ
いと判断されるときは、ステップ６７で点火時期補正値
ΔＴＩを予め定められた小遅角量（−ＤＴＬ）に設定し
てステップ６９に進む。
ノッキングが大きいときには、ステップ６６で点火時期
補正値ΔＴＩを予め定められた大遅角量（−ＤＴＨ）に
設定してステップ６９に進む。ステップ６５で否定判定
されたとき、即ちノッキングは発生しているものの小さ
いと判断されるときは、ステップ６７で点火時期補正値
ΔＴＩを予め定められた小遅角量（−ＤＴＬ）に設定し
てステップ６９に進む。
【００３４】なお、ステップ６２で肯定判定されたと
き、即ちノッキング以外のスパイクノイズが大きいと判
断されるときは、ノッキングが発生しているか否かの判
定に誤りが生じるおそれがあるためノッキングは発生し
ていないものとみなしてステップ６８で点火時期補正値
ΔＴＩを予め定められた進角量ＬＴに設定してステップ
６９に進む。
き、即ちノッキング以外のスパイクノイズが大きいと判
断されるときは、ノッキングが発生しているか否かの判
定に誤りが生じるおそれがあるためノッキングは発生し
ていないものとみなしてステップ６８で点火時期補正値
ΔＴＩを予め定められた進角量ＬＴに設定してステップ
６９に進む。
【００３５】さらに、ステップ６４で否定判定されたと
き、即ち実際にノッキングが発生していないと判断され
るときもステップ６８に進む。ここで０＜ＬＴ＜＜ＤＴ
Ｌ＜ＤＴＨとするが、これはノッキングが発生していな
いときに徐々に点火時期を進角し、ノッキングが発生し
たときには一挙に点火時期を遅角させてノッキングを抑
制するためである。さらに本実施例においてはノッキン
グレベルが高いときには遅角量を大きくして抑制効果を
高めている。
き、即ち実際にノッキングが発生していないと判断され
るときもステップ６８に進む。ここで０＜ＬＴ＜＜ＤＴ
Ｌ＜ＤＴＨとするが、これはノッキングが発生していな
いときに徐々に点火時期を進角し、ノッキングが発生し
たときには一挙に点火時期を遅角させてノッキングを抑
制するためである。さらに本実施例においてはノッキン
グレベルが高いときには遅角量を大きくして抑制効果を
高めている。
【００３６】そして、ステップ６９で点火時期制御処理
を実行してこのルーチンを終了するが、点火時期制御処
理については後述する。図７は第１のノッキング制御ル
ーチンのステップ６３で実行されるバックグランド算出
処理のフローチャートであって、ステップ６３０で次式
に基づいて更新量ＤＬＢＧが算出される。
を実行してこのルーチンを終了するが、点火時期制御処
理については後述する。図７は第１のノッキング制御ル
ーチンのステップ６３で実行されるバックグランド算出
処理のフローチャートであって、ステップ６３０で次式
に基づいて更新量ＤＬＢＧが算出される。
【００３７】ＤＬＢＧ←｜ＶＢＧi-1 −ＶＫＮ｜／４ ここでＶＢＧi-1 は前回の演算で算出されたバックグラ
ンドであり、更新量ＤＬＢＧは前回の演算までのバック
グランドと今回のピーク値ＶＫＮとの差の絶対値の１／
４の値として算出される。ステップ６３１およびステッ
プ６３２において更新量ＤＬＢＧが予め定められた上限
ガード値ＧＤＬＢＧ以下に制限される。
ンドであり、更新量ＤＬＢＧは前回の演算までのバック
グランドと今回のピーク値ＶＫＮとの差の絶対値の１／
４の値として算出される。ステップ６３１およびステッ
プ６３２において更新量ＤＬＢＧが予め定められた上限
ガード値ＧＤＬＢＧ以下に制限される。
【００３８】ステップ６３３およびステップ６３４にお
いて今回のピーク値ＶＫＮがＶＢＧ i-1 ×１以上の所定
係数（例えば１．５）以上であるか、ＶＢＧi-1 ×所定
係数以下ＶＢＧi-1 以上であるか、ＶＢＧi-1 以下であ
るかが判定される。そしてＶＢＧi-1 ×所定係数以上で
あるときは、ステップ６３５で次式によりバックグラン
ドＶＢＧを更新する。
いて今回のピーク値ＶＫＮがＶＢＧ i-1 ×１以上の所定
係数（例えば１．５）以上であるか、ＶＢＧi-1 ×所定
係数以下ＶＢＧi-1 以上であるか、ＶＢＧi-1 以下であ
るかが判定される。そしてＶＢＧi-1 ×所定係数以上で
あるときは、ステップ６３５で次式によりバックグラン
ドＶＢＧを更新する。
【００３９】ＶＢＧ←ＶＢＧi-1 ＋ＤＬＢＧ ＶＢＧi-1 ×所定係数以下ＶＢＧi-1 以上であるとき
は、ステップ６３６で次式によりバックグランドＶＢＧ
を更新する。 ＶＢＧ←ＶＢＧi-1 ＋ＤＬＢＧ＋α ＶＢＧi-1 以下であるときは、ステップ６３７で次式に
よりバックグランドＶＢＧを更新する。
は、ステップ６３６で次式によりバックグランドＶＢＧ
を更新する。 ＶＢＧ←ＶＢＧi-1 ＋ＤＬＢＧ＋α ＶＢＧi-1 以下であるときは、ステップ６３７で次式に
よりバックグランドＶＢＧを更新する。
【００４０】ＶＢＧ←ＶＢＧi-1 ＋ＤＬＢＧ−α ここで、αはバックグランドＶＢＧを適切な範囲の値と
するための調整係数である。最後に、ステップ６３８に
おいて次回の演算に備えてＶＢＧi-1 を今回算出された
バックグランドＶＢＧに設定してこの処理を終了する。
するための調整係数である。最後に、ステップ６３８に
おいて次回の演算に備えてＶＢＧi-1 を今回算出された
バックグランドＶＢＧに設定してこの処理を終了する。
【００４１】図８は第１のノッキング制御ルーチンのス
テップ６９で実行される点火時期制御処理のフローチャ
ートであって、ステップ６９０でクランク角センサ５０
６から出力されるパルスに基づいて決定される内燃機関
回転数Ｎｅおよびエアフローメタ５１２で検出される吸
入空気量Ｑａを読み込み、ステップ６９１で内燃機関回
転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑａの関数として次式により
基準点火時期ＴＢが算出される。
テップ６９で実行される点火時期制御処理のフローチャ
ートであって、ステップ６９０でクランク角センサ５０
６から出力されるパルスに基づいて決定される内燃機関
回転数Ｎｅおよびエアフローメタ５１２で検出される吸
入空気量Ｑａを読み込み、ステップ６９１で内燃機関回
転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑａの関数として次式により
基準点火時期ＴＢが算出される。
【００４２】ＴＢ←ＴＢ（Ｎｅ，Ｑａ） ステップ６９２で前回算出された点火時期ＴＩi-1 に点
火時期補正値ΔＴＩを加算して今回の点火時期ＴＩを算
出する。 ＴＩ←ＴＩi-1 ＋ΔＴＩ なお、本実施例においては正数を加算したときに点火時
期は進角し、正数を減算したときに点火時期は遅角する
ものとする。
火時期補正値ΔＴＩを加算して今回の点火時期ＴＩを算
出する。 ＴＩ←ＴＩi-1 ＋ΔＴＩ なお、本実施例においては正数を加算したときに点火時
期は進角し、正数を減算したときに点火時期は遅角する
ものとする。
【００４３】そして、ステップ６９３および６９４で今
回の点火時期ＴＩが最進角点火時期である基準点火時期
ＴＢと予め定められた最遅角点火時期ＴＤの間にあるか
が判定される。即ち、今回の点火時期ＴＩが基準点火時
期ＴＢ以上であればステップ６９３で肯定判定され、ス
テップ６９５で今回の点火時期ＴＩを基準点火時期ＴＢ
に置き換えてステップ６９７に進む。
回の点火時期ＴＩが最進角点火時期である基準点火時期
ＴＢと予め定められた最遅角点火時期ＴＤの間にあるか
が判定される。即ち、今回の点火時期ＴＩが基準点火時
期ＴＢ以上であればステップ６９３で肯定判定され、ス
テップ６９５で今回の点火時期ＴＩを基準点火時期ＴＢ
に置き換えてステップ６９７に進む。
【００４４】逆に、今回の点火時期ＴＩが最遅角点火時
期ＴＤ以下であればステップ６９４で肯定判定され、ス
テップ６９６で今回の点火時期ＴＩを最遅角点火時期Ｔ
Ｄに置き換えてステップ６９７に進む。なお、今回の点
火時期ＴＩが基準点火時期ＴＢと最遅角点火時期ＴＤの
間にあるときは直接ステップ６９７に進む。そして、ス
テップ６９７で出力Ｉ／Ｆ５５３を介してイグニッショ
ンコイル１１に点火指令信号ＩＧＴを出力し、ステップ
６９８で次回の演算に備えて前回算出された点火時期Ｔ
Ｉi-1 を今回の点火時期ＴＩに更新してこの処理を終了
する。
期ＴＤ以下であればステップ６９４で肯定判定され、ス
テップ６９６で今回の点火時期ＴＩを最遅角点火時期Ｔ
Ｄに置き換えてステップ６９７に進む。なお、今回の点
火時期ＴＩが基準点火時期ＴＢと最遅角点火時期ＴＤの
間にあるときは直接ステップ６９７に進む。そして、ス
テップ６９７で出力Ｉ／Ｆ５５３を介してイグニッショ
ンコイル１１に点火指令信号ＩＧＴを出力し、ステップ
６９８で次回の演算に備えて前回算出された点火時期Ｔ
Ｉi-1 を今回の点火時期ＴＩに更新してこの処理を終了
する。
【００４５】即ち、第１のノッキング制御ルーチンによ
れば、イオン電流に所定レベル以上のノッキング信号以
外のスパイクノイズが重畳した場合には、ノッキングの
検出を中止することによってノッキングが発生したとす
る誤判定を防止している。しかしながら、第１のノッキ
ング制御ルーチンにおいてノッキングの検出を中止した
場合はノッキングは発生していないものとみなして点火
時期を遅角させないために、大きいスパイクノイズが発
生している状態下で実際にノッキングが発生している状
況においてはノッキングを抑制するための点火時期の遅
角制御が行われず内燃機関を損傷するおそれがある。
れば、イオン電流に所定レベル以上のノッキング信号以
外のスパイクノイズが重畳した場合には、ノッキングの
検出を中止することによってノッキングが発生したとす
る誤判定を防止している。しかしながら、第１のノッキ
ング制御ルーチンにおいてノッキングの検出を中止した
場合はノッキングは発生していないものとみなして点火
時期を遅角させないために、大きいスパイクノイズが発
生している状態下で実際にノッキングが発生している状
況においてはノッキングを抑制するための点火時期の遅
角制御が行われず内燃機関を損傷するおそれがある。
【００４６】図９は第２のノッキング制御ルーチンのフ
ローチャートであって、上記課題を解決するために第１
のノッキング制御ルーチンのステップ６２とステップ６
８との間にステップ９０が設けられる。即ち、スパイク
ノイズが所定レベル以上でありステップ６２で肯定され
たときには、ステップ９０で実行され今回のピーク値Ｖ
ＫＮが（ＶＢＧi-1 ×Ｋ３）以上であるかが判定され
る。
ローチャートであって、上記課題を解決するために第１
のノッキング制御ルーチンのステップ６２とステップ６
８との間にステップ９０が設けられる。即ち、スパイク
ノイズが所定レベル以上でありステップ６２で肯定され
たときには、ステップ９０で実行され今回のピーク値Ｖ
ＫＮが（ＶＢＧi-1 ×Ｋ３）以上であるかが判定され
る。
【００４７】そして、ステップ９０で肯定判定されたと
き、即ちノイズレベルが所定レベル以上であってもノッ
キング信号のピーク値が大きいときには、ノッキングが
発生しているものとしてステップ６３〜ステップ６７の
点火時期の遅角処理が実行される。従って、点火時期の
遅角によりノッキングが抑制され内燃機関の損傷が防止
される。
き、即ちノイズレベルが所定レベル以上であってもノッ
キング信号のピーク値が大きいときには、ノッキングが
発生しているものとしてステップ６３〜ステップ６７の
点火時期の遅角処理が実行される。従って、点火時期の
遅角によりノッキングが抑制され内燃機関の損傷が防止
される。
【００４８】上記の第１の実施例においては、スパイク
ノイズのレベル検出を比較部３３１、３３２およびホー
ルド部３４１、３４２においてハードウエア的に実施し
ているが、ノッキング信号と同じくピークホールド部に
よって実行することも可能である。図１０は本発明に係
る内燃機関のノッキング検出装置の第２の実施例の構成
図であって、比較部３３１、３３２およびホールド部３
４１、３４２に代えて低周波数成分ピークホールド部３
５１および高周波数成分ピークホールド部３５２が設け
られ、それぞれ処理部５５のアナログ入力Ｉ／Ｆ５５１
に接続される。
ノイズのレベル検出を比較部３３１、３３２およびホー
ルド部３４１、３４２においてハードウエア的に実施し
ているが、ノッキング信号と同じくピークホールド部に
よって実行することも可能である。図１０は本発明に係
る内燃機関のノッキング検出装置の第２の実施例の構成
図であって、比較部３３１、３３２およびホールド部３
４１、３４２に代えて低周波数成分ピークホールド部３
５１および高周波数成分ピークホールド部３５２が設け
られ、それぞれ処理部５５のアナログ入力Ｉ／Ｆ５５１
に接続される。
【００４９】なお、低周波数成分ピークホールド部３５
１および高周波数成分ピークホールド部３５２に代えて
低周波数成分積分部および高周波数成分積分部を使用す
ることも可能である。図１１は第２の実施例において処
理部５５で実行される第３のノッキング制御ルーチンの
フローチャートであって、第２のノッキング制御ルーチ
ンのステップ６１およびステップ６２がステップ１１０
１およびステップ１１０２に置き換えられる。
１および高周波数成分ピークホールド部３５２に代えて
低周波数成分積分部および高周波数成分積分部を使用す
ることも可能である。図１１は第２の実施例において処
理部５５で実行される第３のノッキング制御ルーチンの
フローチャートであって、第２のノッキング制御ルーチ
ンのステップ６１およびステップ６２がステップ１１０
１およびステップ１１０２に置き換えられる。
【００５０】即ち、ステップ１１０１においてアナログ
入力Ｉ／Ｆ５５１を介して低周波数成分ピークホールド
部３５１および高周波数成分ピークホールド部３５２の
出力である低周波数成分ピーク値ＶＮＬおよび高周波数
成分ピーク値ＶＮＨを読み込む。ステップ１１０２で、
低周波数成分ピーク値ＶＮＬが予め定められた低周波数
成分しきい値ＶＴＨＬ以上か、または高周波数成分ピー
ク値ＶＮＨが予め定められた高周波数成分しきい値ＶＴ
ＨＨ以上か、を判定する。なお、低周波数成分しきい値
ＶＴＨＬおよび高周波数成分しきい値ＶＴＨＨは一定値
としても、内燃機関回転数の関数として定めてもよい。
入力Ｉ／Ｆ５５１を介して低周波数成分ピークホールド
部３５１および高周波数成分ピークホールド部３５２の
出力である低周波数成分ピーク値ＶＮＬおよび高周波数
成分ピーク値ＶＮＨを読み込む。ステップ１１０２で、
低周波数成分ピーク値ＶＮＬが予め定められた低周波数
成分しきい値ＶＴＨＬ以上か、または高周波数成分ピー
ク値ＶＮＨが予め定められた高周波数成分しきい値ＶＴ
ＨＨ以上か、を判定する。なお、低周波数成分しきい値
ＶＴＨＬおよび高周波数成分しきい値ＶＴＨＨは一定値
としても、内燃機関回転数の関数として定めてもよい。
【００５１】ステップ１１０２において否定判定された
ときは、スパイクノイズは発生していないものとしてス
テップ６３〜ステップ６７でノッキングが発生している
か否かの判定および点火時期の遅角処理が実行される。
ステップ１１０２において肯定判定されたときは、スパ
イクノイズが発生しているものとしてステップ９０に進
みスパイクノイズが発生しているにも係わらずノッキン
グレベルが高いかが判定される。
ときは、スパイクノイズは発生していないものとしてス
テップ６３〜ステップ６７でノッキングが発生している
か否かの判定および点火時期の遅角処理が実行される。
ステップ１１０２において肯定判定されたときは、スパ
イクノイズが発生しているものとしてステップ９０に進
みスパイクノイズが発生しているにも係わらずノッキン
グレベルが高いかが判定される。
【００５２】なお、ステップ１１０２において肯定判定
されたときは、ノッキングが発生しているか否かの判定
と中止して直接ステップ６８に進み点火時期を進角させ
る第１のノッキング制御ルーチンに相当する処理とする
ことも可能である。以上説明したように、第１の実施例
および第２の実施例においてはノッキング周波数以下の
周波数成分とノッキング周波数以上の周波数成分の両方
に基づいてノイズを検出しているが、いずれか一方のみ
とすることも可能である。
されたときは、ノッキングが発生しているか否かの判定
と中止して直接ステップ６８に進み点火時期を進角させ
る第１のノッキング制御ルーチンに相当する処理とする
ことも可能である。以上説明したように、第１の実施例
および第２の実施例においてはノッキング周波数以下の
周波数成分とノッキング周波数以上の周波数成分の両方
に基づいてノイズを検出しているが、いずれか一方のみ
とすることも可能である。
【００５３】このとき、ノッキング周波数以下の周波数
成分には燃焼室５０１内の火炎に乱れの影響が表れるた
め、ノッキング周波数以上の周波数成分に基づいてスパ
イクノイズの検出を行うことが有利である。また、上記
実施例においてはノッキング周波数以下の周波数成分と
ノッキング周波数以上の周波数成分のいずれか一方が所
定レベル以上であるときにはスパイクノイズが発生して
いると判断している（ステップ６２およびステップ１１
０２）が、スパイクノイズは広帯域の周波数成分を有す
ることを考慮してノッキング周波数以下の周波数成分と
ノッキング周波数以上の周波数成分の双方が所定レベル
以上であるときにスパイクノイズが発生していると判断
することも可能である。
成分には燃焼室５０１内の火炎に乱れの影響が表れるた
め、ノッキング周波数以上の周波数成分に基づいてスパ
イクノイズの検出を行うことが有利である。また、上記
実施例においてはノッキング周波数以下の周波数成分と
ノッキング周波数以上の周波数成分のいずれか一方が所
定レベル以上であるときにはスパイクノイズが発生して
いると判断している（ステップ６２およびステップ１１
０２）が、スパイクノイズは広帯域の周波数成分を有す
ることを考慮してノッキング周波数以下の周波数成分と
ノッキング周波数以上の周波数成分の双方が所定レベル
以上であるときにスパイクノイズが発生していると判断
することも可能である。
【００５４】
【発明の効果】第１の発明に係る内燃機関のノッキング
検出装置によれば、イオン電流信号をノッキングの発生
を示す特定周波数成分と特定周波数成分以外の周波数成
分とに分離し、特定周波数成分以外の周波数成分が所定
レベル以上であるときにはスパイクノイズが発生してい
るものとして、特定周波数成分に基づくノッキング判定
を中止することによりスパイクノイズに起因する誤判定
の発生を抑制することが可能となる。
検出装置によれば、イオン電流信号をノッキングの発生
を示す特定周波数成分と特定周波数成分以外の周波数成
分とに分離し、特定周波数成分以外の周波数成分が所定
レベル以上であるときにはスパイクノイズが発生してい
るものとして、特定周波数成分に基づくノッキング判定
を中止することによりスパイクノイズに起因する誤判定
の発生を抑制することが可能となる。
【００５５】第２の発明に係る内燃機関のノッキング検
出装置によれば、特定周波数以上の周波数成分に基づい
てスパイクノイズが発生しているか否かを判定すること
により火炎の乱れによるノイズとスパイクノイズとを区
別することが可能となる。第３の発明に係る内燃機関の
ノッキング検出装置によれば、特定周波数成分以外の周
波数成分が所定レベル以上でありスパイクノイズが発生
していると判断される場合であっても、特定周波数成分
が所定レベル以上であるときにはノッキングが発生して
いるとして点火時期を遅角することにより内燃機関が損
傷することを防止することが可能となる。
出装置によれば、特定周波数以上の周波数成分に基づい
てスパイクノイズが発生しているか否かを判定すること
により火炎の乱れによるノイズとスパイクノイズとを区
別することが可能となる。第３の発明に係る内燃機関の
ノッキング検出装置によれば、特定周波数成分以外の周
波数成分が所定レベル以上でありスパイクノイズが発生
していると判断される場合であっても、特定周波数成分
が所定レベル以上であるときにはノッキングが発生して
いるとして点火時期を遅角することにより内燃機関が損
傷することを防止することが可能となる。
【図１】内燃機関の点火回路の概略図である。
【図２】点火回路の各部の電圧波形図である。
【図３】イオン電流によるノッキング検出装置の構成図
である。
である。
【図４】課題の説明図である。
【図５】本発明に係る内燃機関のノッキング検出装置の
第１の実施例の構成図である。
第１の実施例の構成図である。
【図６】第１のノッキング制御ルーチンのフローチャー
トである。
トである。
【図７】バックグランド算出処理のフローチャートであ
る。
る。
【図８】点火時期制御処理のフローチャートである。
【図９】第２のノッキング制御ルーチンのフローチャー
トである。
トである。
【図１０】本発明に係る内燃機関のノッキング検出装置
の第２の実施例の構成図である。
の第２の実施例の構成図である。
【図１１】第３のノッキング制御ルーチンのフローチャ
ートである。
ートである。
５…内燃機関 １１…イグニッションコイル １６…点火栓 １７…イオン電流検出部 ３１…ＬＣ共振マスク部 ３２…バンドパスフィルタ ３３…ピークホールド部 ３２１…低周波数域バンドパスフィルタ ３２２…高周波数域バンドパスフィルタ ３３１…低周波数成分比較部 ３３２…高周波数成分比較部 ３４１…低周波数成分ラッチ部 ３４２…高周波数成分ラッチ部 ５００…ピストン ５０１…燃焼室 ５０３…ウオータジャケット ５０４…冷却水温度センサ ５０５…ディストリビュータ ５０６…クランク角センサ ５０７…基準角センサ ５１０…吸気弁 ５１１…エアクリーナ ５１２…エアフローメータ ５１３…吸気管 ５１４…スロットル弁 ５１５…燃料噴射弁 ５２０…排気弁 ５２１…排気管 ５２２…空燃比センサ ５５…処理部 ５５０…バス ５５１…アナログ入力インターフェイス ５５２…ディジタル入力インターフェイス ５５３…出力インターフェイス ５５４…ＣＰＵ ５５５…メモリ
Claims (3)
- 【請求項１】 内燃機関の燃焼室内に設置される一対の
電極に電圧を印加し、燃焼室内の混合気が燃焼する際に
発生するイオンを介してこの一対の電極間を流れるイオ
ン電流を検出するイオン電流検出手段と、 前記イオン電流検出手段の出力信号を、ノッキングの発
生を表す特定周波数成分の信号と、この特定周波数以外
の周波数成分の信号とに分離する分離手段と、 前記分離手段によって分離された特定周波数成分の信号
に基づいてノッキングが発生しているか否かを判定する
ノッキング発生判定手段と、 前記分離手段によって分離された特定周波数以外の周波
数成分の信号に基づいて前記ノッキング発生判定手段に
よるノッキングが発生しているか否かの判定を禁止する
ノッキング発生判定禁止手段と、を具備する内燃機関の
ノッキング検出装置。 - 【請求項２】 前記分離手段が、 前記イオン電流検出手段の出力信号を、ノッキングの発
生を表す特定周波数成分の信号とこの特定周波数より高
い周波数成分を有する信号とに分離するものである請求
項１に記載の内燃機関のノッキング検出装置。 - 【請求項３】 前記分離手段によって分離された特定周
波数以外の周波数成分の信号が予め定められた第１の所
定値よりも大きく、かつ前記分離手段によって分離され
た特定周波数成分の信号が予め定められた第２の所定値
よりも大きいときは前記ノッキング発生判定禁止手段に
よる判定を禁止を解除する解除手段をさらに具備する請
求項１に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8233006A JP3026427B2 (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 内燃機関のノッキング検出装置 |
| ES97402022T ES2201254T3 (es) | 1996-09-03 | 1997-08-29 | Dispositivo para la deteccion de golpeteo en un motor de combustion interna. |
| EP97402022A EP0826882B1 (en) | 1996-09-03 | 1997-08-29 | Method and device for knock detection in an internal combustion engine |
| DE69722534T DE69722534T2 (de) | 1996-09-03 | 1997-08-29 | Verfahren und Vorrichtung zur Klopferkennung für eine Brennkraftmaschine |
| US08/923,744 US6151954A (en) | 1996-09-03 | 1997-09-02 | Device for detecting knocking in an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8233006A JP3026427B2 (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 内燃機関のノッキング検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1077944A true JPH1077944A (ja) | 1998-03-24 |
| JP3026427B2 JP3026427B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=16948345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8233006A Expired - Fee Related JP3026427B2 (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 内燃機関のノッキング検出装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0826882B1 (ja) |
| JP (1) | JP3026427B2 (ja) |
| DE (1) | DE69722534T2 (ja) |
| ES (1) | ES2201254T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7637247B2 (en) | 2006-03-20 | 2009-12-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device and method for determining knocking of internal combustion engine |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19953710B4 (de) * | 1999-11-08 | 2010-06-17 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Meßfenster-Positionierung für die Ionenstrommessung |
| US6498490B2 (en) | 2000-06-28 | 2002-12-24 | Delphi Technologies, Inc. | Ion sense ignition bias circuit |
| US6722183B2 (en) * | 2002-03-04 | 2004-04-20 | Delphi Technologies, Inc. | System and method for impulse noise suppression for integrator-based ion current signal processor |
| US6998846B2 (en) * | 2002-11-01 | 2006-02-14 | Visteon Global Technologies, Inc. | Ignition diagnosis using ionization signal |
| JP3710064B2 (ja) * | 2003-04-07 | 2005-10-26 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関のイオン電流検出装置 |
| US6922628B2 (en) * | 2003-11-26 | 2005-07-26 | Visteon Global Technologies, Inc. | IC engine diagnostic system using the peak and integration ionization current signals |
| FR2912185B1 (fr) * | 2007-02-05 | 2009-03-13 | Siemens Vdo Automotive Sas | Dispositif et procede de traitement de signaux de cliquetis d'un moteur a combustion interne, a reduction d'influence de bruits parasites |
| US7624627B2 (en) * | 2007-11-19 | 2009-12-01 | Caterpillar Inc. | Ion-based triple sensor |
| CA2784725A1 (en) * | 2010-01-20 | 2011-07-28 | Sem Aktiebolag | Device and method for analysing a performance of an engine |
| DE102012104654B3 (de) * | 2012-05-30 | 2013-11-14 | Borgwarner Beru Systems Gmbh | Verfahren zur Klopferkennung |
| DE102014204193A1 (de) * | 2013-03-08 | 2014-09-11 | Denso Corporation | Zündvorrichtung mit einer Zündspule |
| JP6000320B2 (ja) * | 2014-11-18 | 2016-09-28 | 三菱電機株式会社 | 高周波放電点火装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3133703A1 (de) * | 1981-08-26 | 1983-03-10 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | "vorrichtung zum erkennen des klopfens bei brennkraftmaschinen" |
| DE3319458A1 (de) * | 1983-05-28 | 1984-11-29 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und vorrichtung zur erkennung des klopfens einer brennkraftmaschine |
| JPS6157830A (ja) * | 1984-08-30 | 1986-03-24 | Nec Home Electronics Ltd | 異常燃焼判定方法および装置 |
| US5220821A (en) * | 1988-05-04 | 1993-06-22 | Robert Bosch Gmbh | Method of detecting knock in internal combustion engines |
| KR950004612B1 (ko) * | 1990-06-25 | 1995-05-03 | 미쓰비시덴키가부시키가이샤 | 내연기관 실화검출방법 및 장치 |
| US5337716A (en) * | 1992-02-04 | 1994-08-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
| JP2962952B2 (ja) * | 1992-11-25 | 1999-10-12 | ダイハツ工業株式会社 | イオン電流によるノック検出方法 |
| US5483818A (en) * | 1993-04-05 | 1996-01-16 | Ford Motor Company | Method and apparatus for detecting ionic current in the ignition system of an internal combustion engine |
| JP3194680B2 (ja) * | 1994-12-15 | 2001-07-30 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の失火検出装置 |
| JP3477923B2 (ja) * | 1995-06-29 | 2003-12-10 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関用燃焼状態検知装置 |
-
1996
- 1996-09-03 JP JP8233006A patent/JP3026427B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-08-29 ES ES97402022T patent/ES2201254T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-29 EP EP97402022A patent/EP0826882B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-29 DE DE69722534T patent/DE69722534T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-02 US US08/923,744 patent/US6151954A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7637247B2 (en) | 2006-03-20 | 2009-12-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device and method for determining knocking of internal combustion engine |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0826882A3 (en) | 1999-08-18 |
| EP0826882B1 (en) | 2003-06-04 |
| DE69722534D1 (de) | 2003-07-10 |
| US6151954A (en) | 2000-11-28 |
| DE69722534T2 (de) | 2004-05-13 |
| EP0826882A2 (en) | 1998-03-04 |
| JP3026427B2 (ja) | 2000-03-27 |
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