JPH109108A - 内燃機関用ノック制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオン電流に重畳されるノック信号波形に対
してパルス処理を施すことによりＳＮ比を向上させ、コ
ストアップを招くことなく信頼性を向上させた内燃機関
用ノック制御装置を得る。 【解決手段】 クランク角信号ＳＧＴに基づいて各気筒
の点火時期を決定する手段２と、点火時期に応答して各
点火プラグ８ａ〜８ｄに高電圧を印加する点火コイル４
と、点火後の点火プラグに流れるイオン電流ｉを検出す
る手段と、イオン電流検出信号Ｅｉからノックを検出す
る手段２と、ノック検出時に点火時期を遅角補正する手
段２と、イオン電流検出信号からノック信号波形をノッ
クパルス列Ｋｐとして抽出する波形処理手段１３〜１５
と、ノックパルス列の各パルスエッジからパルス数をカ
ウントするカウント手段２１とを含み、ノック制御手段
は、パルス数のカウント値に応じて遅角量を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関の点火プ
ラグから検出されるイオン電流に基づいてノックの有無
を判定してノック抑制する内燃機関用ノック制御装置に
関し、特にイオン電流に重畳されるノイズ等の影響を除
去して信頼性を向上させた内燃機関用ノック制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関用ノック制御装置にお
いては、最大出力を得るために点火時期を進角側に制御
しているが、点火時期を過度に進角させると点火直後に
ノックが発生する。

【０００３】また、強度の大きいノックは、内燃機に与
えるダメージも大きいので、強度の大きいノックの発生
を抑制するために、ノック発生に応じて点火時期を遅角
制御する必要がある。

【０００４】一方、最大出力を得るために、一定時間毎
に点火時期を進角させる制御装置も知られている。この
場合、点火時期を一定時間毎に一定量ずつ進角制御する
とともに、ノックが発生する毎に遅角制御することによ
り、ノック発生の境界近傍の点火時期に制御し、ノック
を抑制しつつ最大出力を得ることができる。

【０００５】さらに、従来より、内燃機関の各気筒内で
混合気が燃焼したときに発生するイオンをイオン電流と
して検出し、イオン電流に重畳するノック振動の信号波
形によりノックの有無を検出して、ノック抑制用の点火
時期補正を行う装置も知られている。

【０００６】このようにイオン電流を用いたノック制御
装置の場合、ノック発生の有無だけでなく、各気筒毎の
ノック強度を検出することもできるので、ノックセンサ
を用いた場合のように点火時期を大きく進角させて強度
の大きいノックを発生させた後で点火時期を遅角制御し
なくても、ノック制御を行うことができる。

【０００７】しかしながら、周知のようにイオン電流は
微小電流なのでノイズ重畳の問題が有り、アナログのノ
ック信号波形を用いてノックの有無を判定し、ノック抑
制用の補正制御を行うことは非常に困難であった。ま
た、ノイズ重畳を抑制しようとすると、配線のシールド
化が必要となり、コスト的な問題が生じてしまうことに
なる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関用ノッ
ク制御装置は以上のように、イオン電流波形を用いて最
適な制御を行うために、微小なイオン電流信号の伝達経
路にシールドを施して、ノイズの重畳を構造的に抑制し
ているので、コストアップにつながるという問題点があ
った。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、イオン電流に重畳されるノック
信号波形に対してパルス処理を施すことによりＳＮ比を
向上させ、コストアップを招くことなく高精度且つ高信
頼性の内燃機関用ノック制御装置を得ることを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る内燃機関用ノック制御装置は、内燃機関の回転に同期
したクランク角信号を出力するクランク角センサと、ク
ランク角信号に基づいて内燃機関の各気筒に対する点火
時期を決定する点火時期演算手段と、点火時期に応答し
て制御対象となる気筒の点火プラグに点火用高電圧を印
加する点火コイルと、点火制御直後の気筒の点火プラグ
に流れるイオン電流を検出してイオン電流検出信号を出
力するイオン電流検出手段と、イオン電流検出信号に基
づいて内燃機関のノックの有無を判定するノック検出手
段と、ノックが検出されたときに点火時期を所定の遅角
量だけ遅角補正するノック制御手段とを備え、ノック検
出手段は、イオン電流検出信号からノック信号波形をノ
ックパルス列として抽出する波形処理手段と、ノックパ
ルス列の各パルスエッジに基づいてノックパルス列のパ
ルス数をカウントするカウント手段とを含み、ノック制
御手段は、パルス数のカウント値に応じて遅角量を決定
するものである。

【００１１】また、この発明の請求項２に係る内燃機関
用ノック制御装置は、請求項１において、クランク角信
号は、各気筒に対応したパルスを含み、クランク角信号
の立ち上がりエッジは、内燃機関のクランキング時の通
電開始時期に対応し、クランク角信号の立ち下がりエッ
ジは、内燃機関のクランキング時のイニシャル点火時期
に対応し、カウント手段は、クランク角信号の立ち下が
りエッジから立ち上がりエッジまでのパルス区間にパル
ス数をカウントするものである。

【００１２】また、この発明の請求項３に係る内燃機関
用ノック制御装置は、請求項１において、ノック制御手
段は、内燃機関の運転状態に応じてパルス数のカウント
値および遅角量の少なくとも一方を補正する補正手段を
含むものである。

【００１３】また、この発明の請求項４に係る内燃機関
用ノック制御装置は、請求項３において、補正手段は、
内燃機関の回転数の増大に応じてパルス数のカウント値
を増量補正し、ノック制御手段は、補正後のカウント値
に応じて遅角量を決定するものである。

【００１４】また、この発明の請求項５に係る内燃機関
用ノック制御装置は、請求項３において、補正手段は、
内燃機関の回転数の増大に応じて遅角量を増量補正する
ものである。

【００１５】また、この発明の請求項６に係る内燃機関
用ノック制御装置は、請求項３において、補正手段は、
内燃機関の回転数および充填効率の二次元マップにより
遅角量を補正するものである。

【００１６】また、この発明の請求項７に係る内燃機関
用ノック制御装置は、請求項１において、各気筒のうち
の一対は、点火用高電圧を発生する点火コイルの二次巻
線の両端に接続されて同時に点火制御され、一対の気筒
のうちの一方の点火プラグのイオン電流は、二次巻線を
介して流れ、ノック制御手段は、一方の気筒に対する点
火時期の遅角量を増量補正するものである。

【００１７】また、この発明の請求項８に係る内燃機関
用ノック制御装置は、請求項１において、ノック制御手
段は、カウント値をフィルタ処理してバックグランドに
対応したフィルタ値を演算するフィルタ処理手段を含
み、今回のカウント値からフィルタ値を減算したカウン
ト値に応じて遅角量を決定するものである。

【００１８】また、この発明の請求項９に係る内燃機関
用ノック制御装置は、請求項８において、ノック制御手
段は、フィルタ値に上限値を設定するフィルタ値制限手
段を含むものである。

【００１９】また、この発明の請求項１０に係る内燃機
関用ノック制御装置は、請求項９において、フィルタ値
制限手段は、内燃機関の運転状態に応じて上限値を補正
する上限値補正手段を含むものである。

【００２０】また、この発明の請求項１１に係る内燃機
関用ノック制御装置は、請求項１０において、上限値補
正手段は、フィルタ値の上限値を内燃機関の回転数に応
じたマップ値とし、回転数の増大に応じて上限値を増大
させたものである。

【００２１】また、この発明の請求項１２に係る内燃機
関用ノック制御装置は、請求項８において、フィルタ処
理手段は、フィルタ値を演算するためのフィルタ係数α
を０＜α＜１の範囲内に設定し、前回のフィルタ値にフ
ィルタ係数αを乗算した値と、今回のパルス数のカウン
ト値に（１−α）を乗算した値とを加算して今回のフィ
ルタ値を算出する演算手段と、フィルタ係数αを内燃機
関の運転状態に応じて補正するフィルタ係数補正手段と
を含むものである。

【００２２】また、この発明の請求項１３に係る内燃機
関用ノック制御装置は、請求項１２において、フィルタ
係数補正手段は、フィルタ係数αを内燃機関の回転数に
応じたマップ値とし、回転数の増大に応じてフィルタ係
数を増大させたものである。

【００２３】また、この発明の請求項１４に係る内燃機
関用ノック制御装置は、請求項８において、フィルタ処
理手段は、クランク角信号のパルスエッジに応答したタ
イミングでフィルタ値を演算するものである。

【００２４】また、この発明の請求項１５に係る内燃機
関用ノック制御装置は、請求項８において、フィルタ処
理手段は、フィルタ値を各気筒毎に個別に設定するもの
である。

【００２５】また、この発明の請求項１６に係る内燃機
関用ノック制御装置は、請求項１において、ノック制御
手段は、遅角量を各気筒毎に個別に設定する遅角量設定
手段と、遅角量の各々の間の偏差に上限を設定する遅角
偏差制限手段とを含むものである。

【００２６】また、この発明の請求項１７に係る内燃機
関用ノック制御装置は、請求項１において、点火時期演
算手段は、イオン電流検出信号にノック信号波形が重畳
されず、点火時期の遅角補正が一定時間にわたって実行
されない場合に、点火時期を所定の進角量だけ進角補正
するものである。

【００２７】また、この発明の請求項１８に係る内燃機
関用ノック制御装置は、請求項１７において、一定時間
は、内燃機関の回転数の増大に応じて低減されるもので
ある。

【００２８】また、この発明の請求項１９に係る内燃機
関用ノック制御装置は、請求項１７において、進角量
は、内燃機関の回転数の増大に応じて減量されるもので
ある。

【００２９】また、この発明の請求項２０に係る内燃機
関用ノック制御装置は、請求項１において、点火時期演
算手段は、イオン電流検出信号にノック信号波形が重畳
されず、点火時期の遅角補正が一定点火回数の間にわた
って実行されない場合に、点火時期を所定の進角量だけ
進角補正するものである。

【００３０】また、この発明の請求項２１に係る内燃機
関用ノック制御装置は、請求項２０において、進角量
は、内燃機関の回転数の増大に応じて減量されるもので
ある。

【００３１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１を概略的
に示す構成図であり、各気筒の点火プラグに対してディ
ストリビュータを介した高圧配電を行う場合を示してい
る。図２は図１内の各信号の動作波形を示すタイミング
チャートであり、イオン電流ｉにノック信号波形が重畳
している状態を示している。

【００３２】図１において、内燃機関すなわちエンジン
（図示せず）のクランク軸にはクランク角センサ１が設
けられており、クランク角センサ１は、エンジン回転数
に応じたパルスからなるクランク角信号ＳＧＴを出力す
る。

【００３３】クランク角信号ＳＧＴの各パルスエッジ
は、内燃機関の各気筒（図示せず）のクランク角基準位
置を示しており、クランク角信号ＳＧＴは、マイクロコ
ンピュータからなるＥＣＵ２に入力されて種々の制御演
算に用いられる。

【００３４】ＥＣＵ２は、波形処理手段（後述する）か
ら入力されるノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎをカウン
トするカウンタ２１と、パルス数Ｎに基づいてノックの
有無を判定するためのＣＰＵ２２とを含む。カウンタ２
１およびＣＰＵ２２は、波形処理手段と協動してノック
検出手段を構成している。

【００３５】また、ＥＣＵ２は、クランク角センサ１か
らのクランク角信号ＳＧＴを取り込むとともに、各種セ
ンサ（図示せず）からの運転情報を取り込み、運転状態
に応じた種々の演算を行い、点火コイル４等を含む各種
アクチュエータに対して駆動信号を出力する。

【００３６】点火コイル４に対する駆動信号すなわち点
火信号Ｐは、点火コイル４の一次巻線４ａに接続された
パワートランジスタＴＲのベースに印加され、パワート
ランジスタＴＲをオンオフ制御して一次電流ｉ１を通電
遮断する。一次電流ｉ１の遮断により一次電圧Ｖ１が上
昇し、点火コイル４の二次巻線４ｂは、さらに昇圧され
た二次電圧Ｖ２を点火用高電圧（数１０ｋＶ）として発
生する。

【００３７】二次巻線４ｂの出力端子に接続されたディ
ストリビュータ７は、内燃機関の回転に同期して、二次
電圧Ｖ２を各気筒内の点火プラグ８ａ〜８ｄに順次分配
して印加することにより、点火制御気筒の燃焼室内に放
電火花を発生させて混合気を燃焼させる。

【００３８】一次巻線４ａの一端に接続された整流ダイ
オードＤ１、電流制限用の抵抗器Ｒ、電圧制限用のツェ
ナーダイオードＤＺに並列接続されたコンデンサ９およ
び整流ダイオードＤ２からなる直列回路は、一次巻線４
ａの一端からグランドに接続され、コンデンサ９（イオ
ン電流検出用のバイアス電源）に対する充電電流を流す
経路を構成している。

【００３９】ツェナーダイオードＤＺの両端間に並列接
続されたコンデンサ９は、一次電圧Ｖ１による充電電流
により所定のバイアス電圧ＶＢｉ（数１００Ｖ）に充電
されて、イオン電流ｉを検出するためのバイアス電源と
して機能し、点火プラグ８ａ〜８ｄのうちの点火制御直
後の点火プラグを介して放電することによりイオン電流
ｉを流す。

【００４０】コンデンサ９の一端にアノードが接続され
た高圧ダイオード１１ａ〜１１ｄは、点火極性と同極性
となるように各点火プラグ８ａ〜８ｄの一端にカソード
が接続されている。コンデンサ９の他端に接続されたイ
オン電流検出用の抵抗器１２は、イオン電流ｉを電圧変
換してイオン電流検出信号Ｅｉとして出力する。

【００４１】抵抗器１２は、グランドを介して各点火プ
ラグ８ａ〜８ｄの他端に接続されており、コンデンサ９
および高圧ダイオード１１ａ〜１１ｄとともに、イオン
電流ｉの流れる経路を形成している。

【００４２】抵抗器１２から出力されたイオン電流検出
信号Ｅｉは、波形整形回路１３を介して波形整形信号Ｆ
ｉとなり、続いて、バンドパスフィルタ１４を介してノ
ック信号Ｋｉのみが抽出され、さらに、比較回路１５を
介してノックパルス列Ｋｐに変換された後、ＥＣＵ２内
のカウンタ２１に入力される。

【００４３】波形整形回路１３、バンドパスフィルタ１
４および比較回路１５は、イオン電流検出信号Ｅｉから
ノックパルス列Ｋｐを抽出するための波形処理手段を構
成している。ノックパルス列Ｋｐは、ＥＣＵ２内におい
てパルス数Ｎがカウントされ、パルス数Ｎは、前述のよ
うにノックの有無の判定に用いられる。

【００４４】ノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎは、ノッ
ク強度と大きく関連しており、図３の特性図に示すよう
に、ノックの強度が大きくなればなるほどパルス数Ｎも
大きくなる。図３において、斜線部は、各ノック強度に
対して取り得るパルス数Ｎの範囲を示している。

【００４５】次に、図１〜図３を参照しながら、この発
明の実施の形態１の動作について説明する。まず、ＥＣ
Ｕ２は、クランク角センサ１からのクランク角信号ＳＧ
Ｔ等に基づいて、パワートランジスタＴＲの通電および
遮断を行う点火信号Ｐを出力する。パワートランジスタ
ＴＲは、点火信号ＰがＨレベルのときに一次電流ｉ１を
通電し、点火信号ＰがＬレベルになった時点で一次電流
ｉ１を遮断する。

【００４６】このとき、一次巻線４ａには昇圧された一
次電圧Ｖ１が発生し、これにより、整流ダイオードＤ
１、抵抗器Ｒ、コンデンサ９および整流ダイオードＤ２
からなる充電電流経路を介してコンデンサ９が充電され
る。コンデンサ９の充電は、コンデンサ９の充電電圧が
ツェナーダイオードＤＺの逆方向降伏電圧（バイアス電
圧ＶＢｉ）と等しくなった時点で終了する。

【００４７】一次巻線４ａに一次電圧Ｖ１が発生する
と、二次巻線４ｂは、点火用高電圧に昇圧された数１０
ｋＶの二次電圧Ｖ２を発生し、ディストリビュータ７を
介して各気筒の点火プラグ８ａ〜８ｄに印加し、点火制
御対象となる気筒の点火プラグに火花放電を発生させて
混合気を燃焼させる。

【００４８】こうして混合気が燃焼すると、燃焼気筒の
燃焼室内にイオンが発生するので、コンデンサ９に充電
されたバイアス電圧ＶＢｉによってイオン電流ｉが流れ
る。たとえば、点火プラグ８ａで混合気が燃焼した場合
は、コンデンサ９→整流ダイオード１１ａ→点火プラグ
８ａ→抵抗器１２→コンデンサ９の経路でイオン電流ｉ
が流れる。

【００４９】イオン電流ｉは、抵抗器１２を介してイオ
ン電流検出信号Ｅｉとなり、波形整形回路１３を介して
波形整形信号Ｆｉとなる。波形整形信号Ｆｉは、図２の
ように、イオン電流成分のみが一定電圧にクリップされ
て、ノック信号Ｋｉが抽出され易い信号波形となる。

【００５０】たとえば、内燃機関にノックが発生した場
合、イオン電流ｉにノック振動の信号成分が重畳するの
で、波形整形信号Ｆｉは、イオン電流波形にノック振動
成分が重畳した波形となる。この波形整形信号Ｆｉは、
波形処理手段を構成するバンドパスフィルタ１４および
比較回路１５に入力される。

【００５１】すなわち、バンドパスフィルタ１４は、波
形整形信号Ｆｉからノック振動周波数を示すノック信号
Ｋｉのみを抽出し、比較回路１５は、ノック信号Ｋｉを
所定レベルと比較して得られたノックパルス列ＫｐをＥ
ＣＵ２内のカウンタ２１に入力する。

【００５２】ＥＣＵ２内のカウンタ２１は、ノックパル
ス列Ｋｐの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに
応答して、ノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎをカウント
し、これをＣＰＵ２２に入力する。パルス数Ｎは、図３
のように、ノック強度が大きくなればなるほど大きくな
るので、ＥＣＵ２内のＣＰＵ２２は、パルス数Ｎの大き
さに基づいてノックの有無およびノック強度を判定する
ことができる。

【００５３】たとえば、パルス数Ｎのカウント値が所定
パルス数以上のときには、ノック発生状態と判定し、点
火時期を所定量だけ遅角補正する。以下、連続してノッ
ク発生が判定されれば遅角量を順次積算していき、ノッ
ク発生が判定されなくなった時点で遅角量の積算を停止
させる。

【００５４】また、パルス数Ｎが大きく、ノック強度が
大きいと判定された場合には、点火時期（点火信号Ｑの
立ち下がりタイミング）の遅角補正量を最初から大きく
設定してもよい。ノック判定用の比較基準となる所定パ
ルス数は、エンジン回転数によっても、比較回路１５内
の波形整形レベルによっても異なるが、たとえば、５〜
２０程度の値に設定される。

【００５５】このように、ＣＰＵ２２の判定結果に応じ
て点火時期の遅角補正量を決定することにより、ノック
が発生した気筒に対する点火時期を最適に補正し、ノッ
クを効果的に抑制することができる。また、ノックパル
ス列ＫｐをＥＣＵ２に送信するようにしたので、ＥＣＵ
２での信号取り込みが容易になるうえ、信号伝達経路で
のノイズ重畳を抑制してＳＮ比を向上させることができ
る。

【００５６】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、ノックパルス列Ｋｐの検出期間を特に設定しなかっ
たが、イオン電流ｉに重畳されるノイズの影響を極力低
減するために、ノックパルス列Ｋｐの検出期間を爆発行
程直後の期間に制限してもよい。

【００５７】以下、図４のタイミングチャートを参照し
ながら、カウント期間（ノックパルス列Ｋｐの検出期
間）を限定したこの発明の実施の形態２について説明す
る。なお、この発明の実施の形態２の概略構成は図１に
示した通りであり、ＥＣＵ２内の機能の一部が変更され
ているのみである。また、各部の動作波形は図２に示し
た通りである。このことは、後述する実施の形態３〜５
および７〜１８についても同様である。

【００５８】前述のように、イオン電流ｉは微小電流で
あることからノイズ信号が重畳し易く、また、ノイズ周
波数がノック周波数と近似した場合には、バンドパスフ
ィルタ１４を通過してノックパルスＫｐとともにＥＣＵ
２に入力されてしまう。

【００５９】特に、点火信号Ｐによる一次電流ｉ１の通
電開始時には一次電圧Ｖ１が発生するうえ、一次電流ｉ
１の遮断による点火時には二次巻線４ｂから高電圧の二
次電圧Ｖ２が発生し、これらがノイズパルスｎｐ（図４
参照）となって重畳されるので、高い信頼性でノックの
有無を判定するためには、点火時のノイズを除去するこ
とが必要である。

【００６０】したがって、この場合、ノイズパルスｎｐ
によるノックの誤検出を低減するために、比較回路１５
がノックパルスＫｐを生成する期間、または、ＥＣＵ２
におけるノックパルスＫｐを検出する期間は、内燃機関
の爆発行程直後から次の通電開始（点火信号Ｐの立ち上
がり）直前までの期間に限定されている。

【００６１】具体的には、ノックパルスＫｐの検出期間
を、クランク角信号ＳＧＴのＬレベル（立ち下がりエッ
ジＢ７５°から立ち上がりエッジＢ５°まで）のパルス
区間に設定することにより、ノイズパルスｎｐの重畳に
起因するノック誤判定を低減することができる。

【００６２】なぜなら、一般に、クランク角信号ＳＧＴ
（図２参照）は、立ち上がりエッジがイニシャル（内燃
機関のクランキング）時の通電開始時期（Ｂ７５°程
度）に対応し、立ち下がりエッジがイニシャル点火時期
（Ｂ５°程度）に対応しているうえ、通常制御時におい
て、通電開始時期は、クランク角信号ＳＧＴの立ち上が
りエッジよりもわずかに遅角側に設定され、点火時期
（点火信号Ｐの立ち下がりタイミング）は、クランク角
信号ＳＧＴの立ち下がりエッジよりもわずかに進角側に
設定されているからである。

【００６３】したがって、クランク角信号ＳＧＴの立ち
下がり以降のＬレベル区間においては、点火時のノイズ
が除去され、且つ、イオン電流検出信号Ｅｉおよびノッ
ク信号Ｋｉが確実に検出されることになる。

【００６４】この結果、カウンタ２１は、クランク角信
号ＳＧＴのＬレベル区間（爆発行程直後に相当する）
に、ノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎを高精度にカウン
トし、ＣＰＵ２２は、高精度のパルス数Ｎに基づいてノ
ックを高精度に判定することができる。

【００６５】実施の形態３．なお、上記実施の形態１で
は、内燃機関の回転数について考慮しなかったが、ノッ
クパルス列Ｋｐのパルス数Ｎがエンジン回転数の上昇に
つれて減少することを考慮して、エンジン回転数に応じ
て、パルス数Ｎのカウント値を補正し、ノック検出の信
頼性をさらに向上させてもよい。

【００６６】以下、エンジン回転数に応じてパルス数Ｎ
のカウント値を補正したこの発明の実施の形態３につい
て説明する。この場合、ＥＣＵ２内のＣＰＵ２２は、エ
ンジン回転数の増大に応じてパルス数Ｎのカウント値を
増量補正するカウント値補正手段を含み、ＥＣＵ２内の
ノック制御手段は、補正後のカウント値に応じて点火時
期の遅角量を決定する。

【００６７】通常、ノックパルス列Ｋｐ（図２参照）の
パルス数Ｎは、ノック強度のみならず、エンジン回転数
によっても異なり、高回転時においてはパルス数Ｎが少
なくなる傾向がある。したがって、パルス数Ｎに対する
点火時期遅角量の関係は、エンジン回転数に応じて補正
する必要がある。

【００６８】そこで、カウンタ２１でカウントしたノッ
クパルス列Ｋｐのパルス数Ｎに対して、エンジン回転数
の増大に応じた増量補正を行い、回転数補正されたパル
ス数Ｎｃにより遅角量を設定する。このように点火時期
を遅角補正することにより、内燃機関の全回転領域にお
いて最適なノック抑制制御を行うことができる。

【００６９】実施の形態４．なお、上記実施の形態３で
は、パルス数Ｎに対する点火時期遅角量の関係をエンジ
ン回転数に応じて補正するために、パルス数Ｎのカウン
ト値を補正したが、遅角量を補正してもよい。

【００７０】以下、エンジン回転数の増大に応じて遅角
量を増量補正したこの発明の実施の形態４について説明
する。この場合、ＥＣＵ２内のノック制御手段は、エン
ジン回転数の増大に応じて点火時期遅角量を増量補正す
る遅角量補正手段を含んでいる。

【００７１】遅角量補正手段は、パルス数Ｎに応じてマ
ップ演算された点火時期の遅角量に対し、回転数に応じ
た補正を行い、補正後の遅角量で点火時期制御を行う。
これにより、前述と同様に、内燃機関の全回転領域にお
いて最適なノック抑制制御を行うことができる。

【００７２】実施の形態５．なお、上記実施の形態４で
は、エンジン回転数のみに応じて点火時期遅角量を補正
したが、エンジン回転数とエンジン負荷に相当する充填
効率との二次元マップに基づいて遅角量を補正してもよ
い。

【００７３】以下、エンジン回転数および充填効率の二
次元マップに応じて遅角量を補正したこの発明の実施の
形態５について説明する。この場合、ノック制御手段
は、エンジン回転数および充填効率の二次元マップに応
じて点火時期遅角量を補正する遅角量補正手段を含んで
いる。

【００７４】ノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎは、ノッ
ク強度およびエンジン回転数のみならず、エンジン負荷
に相当する充填効率によっても異なるので、パルス数Ｎ
に対する点火時期の遅角量は、エンジン回転数および充
填効率に応じて補正を行う必要がある。

【００７５】そこで、ノック制御手段内の遅角量補正手
段により、ノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎを、エンジ
ン回転数および充填効率の二次元マップにより補正し、
点火時期の遅角制御を行う。これにより、内燃機関の全
回転領域および全負荷領域において、最適なノック抑制
制御を行うことができる。

【００７６】なお、上記実施の形態３〜５では、エンジ
ン回転数または充填効率に応じて、パルス数Ｎのカウン
ト値または遅角量を補正したが、パルス数Ｎや遅角量等
に影響を与える任意の運転状態に応じて、パルス数Ｎの
カウント値および遅角量の少なくとも一方を補正すれ
ば、同等の作用効果を奏することは言うまでもない。

【００７７】実施の形態６．また、上記各実施の形態１
〜５では、ディストリビュータ７を介して各点火プラグ
８ａ〜８ｄに高圧配電を行う内燃機関に適用した場合を
示したが、各一対の点火プラグ８ａおよび８ｃまたは８
ｂおよび８ｄに対して同時に低圧配電（グループ着火）
する内燃機関に適用してもよい。

【００７８】以下、各一対の気筒ずつグループ着火を行
うようにしたこの発明の実施の形態６について説明す
る。図５はこの発明の実施の形態６を概略的に示す構成
図であり、前述と同様の構成には同一符号を付して説明
を省略する。図６は図５内の各信号の動作波形を示すタ
イミングチャートであり、イオン電流ｉにノック信号波
形が重畳している状態を示している。

【００７９】また、ここでは図示しないが、他の一対の
点火プラグ８ｂおよび８ｄ（図１参照）に対しても図５
と同様の点火回路（パワートランジスタＴＲおよび点火
コイル４）およびイオン電流検出回路（コンデンサ９、
高圧ダイオード１１、抵抗器１２および各回路１３〜１
５）が並設されており、イオン電流ｉに基づくノックパ
ルス列ＫｐがＥＣＵ２に入力されている。

【００８０】この場合、各気筒のうちの一対の点火プラ
グ８ａおよび８ｃは、点火用高電圧Ｖ２を発生する点火
コイル４の二次巻線４ｂの両端に接続されて、同時に点
火制御される。また、各点火プラグ８ａおよび８ｃのイ
オン電流ｉは、共通の高圧ダイオード１１を介して検出
される。

【００８１】点火制御時において、圧縮行程にある燃焼
側気筒の点火プラグは、圧縮された混合気が介在するの
で、高圧の二次電圧が印加された時点で放電し、排気行
程にある他方の気筒の点火プラグは、圧縮混合気が介在
されていないので、低い二次電圧で放電が起こる。

【００８２】図６において、まず、点火プラグ８ａに高
電圧の二次電圧Ｖ２ａが印加され、爆発燃焼した点火プ
ラグ８ａのイオン電流ｉから高レベルのノック信号Ｋｉ
が抽出され、続いて、点火プラグ８ｃに高電圧の二次電
圧Ｖ２ｃが印加されて、爆発燃焼した点火プラグ８ｃの
イオン電流ｉから低レベルのノック信号Ｋｉが抽出され
た状態を示す。

【００８３】イオン電流ｉの検出時において、一対の気
筒のうちの一方の点火プラグ８ｃのイオン電流ｉは、高
圧ダイオード１１から二次巻線４ｂを介して流れ、他方
の点火プラグ８ａのイオン電流ｉは、高圧ダイオード１
１から直接流れ、二次巻線４ｂを通る経路と通らない経
路とに分かれる。

【００８４】すなわち、同時着火用の点火コイル４を用
いた場合のイオン電流ｉは、点火プラグ８ａで混合気が
燃焼した場合には、コンデンサ９→高圧ダイオード１１
→点火プラグ８ａ→抵抗器１２→コンデンサ９の経路で
流れ、点火プラグ８ｃで混合気が燃焼した場合には、コ
ンデンサ９→高圧ダイオード１１→二次巻線４ｂ→点火
プラグ８ｃ→抵抗器１２→コンデンサ９の経路で流れ
る。

【００８５】したがって、イオン電流ｉに重畳されるノ
ック振動による信号波形は、イオン電流ｉが二次巻線４
ｂを通る場合には、二次巻線４ｂのインダクタンスによ
り振幅が減衰する。このときのイオン電流ｉの振幅減衰
により、イオン電流検出信号Ｅｉを波形処理した後のノ
ック信号Ｋｉの振幅が小さくなり、その後の処理で出力
されるノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎが少なくなる。

【００８６】このため、イオン電流ｉに基づくノック抑
制制御を図５のような同時着火用の装置に適用した場
合、パルス数Ｎによる点火時期の遅角制御量を、イオン
電流ｉの経路に応じて補正する必要がある。

【００８７】すなわち、ノック検出対象となる点火プラ
グ８ｃのイオン電流ｉが、二次巻線４ｂを介した経路で
流れる場合には、ノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎに応
じた点火時期遅角量を増量補正する。これにより、同時
着火内燃機関に適用した場合も、正確なノック情報に基
づいて最適なノック抑制制御を行うことができる。

【００８８】実施の形態７．なお、上記実施の形態１〜
６では、ノック振動と近似した周波数を有しバンドパス
フィルタ１４を通過可能なノイズがイオン電流ｉに重畳
した場合の対策を考慮しなかったが、このようなノイズ
が重畳したときのノック誤制御を防止するために、カウ
ントされたパルス数Ｎにフィルタ処理を施して、ノイズ
の影響を抑制するようにしてもよい。

【００８９】この場合、たとえば、実施の形態２におい
て、点火時期がクランク角信号ＳＧＴの立ち下がりエッ
ジよりも遅角側に制御され、ノイズパルスｎｐ（図４参
照）がノックパルス列Ｋｐのカウント区間内に重畳され
ても、ノイズパルスｎｐを確実に除去することができ
る。

【００９０】以下、パルス数Ｎのカウント値にフィルタ
処理を施したこの発明の実施の形態７について説明す
る。通常、ＥＣＵ２内のカウンタ２１は、ノックパルス
列Ｋｐに重畳されたノイズパルスを何ら区別せずにパル
ス数Ｎをカウントするので、カウントされたパルス数Ｎ
からノイズパルス数を減算する処理が必要となる。

【００９１】このため、ＥＣＵ２内のノック制御手段
は、パルス数Ｎのカウント値をフィルタ処理してノイズ
パルス数（バックグランド）に対応したフィルタ値Ｎｆ
を演算するフィルタ処理手段を含み、今回のカウント値
から今回のフィルタ値Ｎｆを減算した遅角制御用のカウ
ント値Ｎｃに応じて遅角量を決定する。

【００９２】まず、ノック制御手段内のフィルタ処理手
段は、今回カウントされたパルス数Ｎｉに対して、以下
の（１）式によるフィルタ処理を行い、今回のフィルタ
値Ｎｆｉを求める。

【００９３】 Ｎｆｉ＝Ｎｆｉ_-1×α＋Ｎｉ_-1×（１−α） …（１）

【００９４】ただし、（１）式において、Ｎｆｉ_-1は前
回のフィルタ値、Ｎｉ_-1は前回のパルス数である。ま
た、αはフィルタ処理用の演算に用いられるフィルタ係
数（０＜α＜１）であり、たとえば、０．７≦α＜１の
範囲内の値に設定される。（１）式から得られたフィル
タ値Ｎｆｉは、ノイズ等を含むカウンタ値のバックグラ
ンド成分に相当する。

【００９５】したがって、ノック制御手段は、今回カウ
ントされたパルス数Ｎｉと、（１）式で演算された今回
のフィルタ値Ｎｆｉとを用いて、今回の遅角制御用のパ
ルス数Ｎｃｉを以下の（２）式により求める。

【００９６】Ｎｃｉ＝Ｎｉ−Ｎｆｉ …（２）

【００９７】式（２）から得られたパルス数Ｎｃｉは、
バックグランド成分が除去されているので、パルス数Ｎ
の変動分（ノック振動成分の変動分のみ）を示してい
る。以下、ノック制御手段は、ノック振動成分に相当す
るパルス数Ｎｃｉを用いて、マップ演算により点火時期
の遅角補正量を決定し、最終的な点火信号Ｐを出力す
る。

【００９８】このように、パルス数Ｎのカウント値にフ
ィルタ処理を施すことにより、ノックパルス列Ｋｐにノ
イズパルスが重畳しても、ノイズパルスを除去して本来
のノック振動成分のみに近いパルス数Ｎｃを得ることが
でき、最適なノック制御を行うことができる。

【００９９】実施の形態８．なお、上記実施の形態７で
は、フィルタ値Ｎｆに上限値を設定しなかったが、上限
値を設定して異常値を示す場合には、クリップするよう
にしてもよい。以下、フィルタ値に上限値を設定したこ
の発明の実施の形態８について説明する。

【０１００】たとえば、フィルタ値Ｎｆに上限値を設定
しないと、突然多くのノックパルス列Ｋｐが連続した気
筒で発生した場合に、パルス数Ｎのカウント値が急増し
てフィルタ値Ｎｆが異常に大きくなり、遅角制御用のパ
ルス数Ｎｃが小さくなりすぎてしまい、ノック振動によ
るパルスが発生しているにもかかわらず遅角制御量が抑
制されることになる。

【０１０１】そこで、ノック制御手段内のフィルタ処理
手段は、フィルタ値Ｎｆに上限値を設定し、（１）式で
演算されたフィルタ値Ｎｆが上限値を越える場合には、
フィルタ値Ｎｆを上限値でクリップする。

【０１０２】これにより、（２）式で演算される遅角制
御用のパルス数Ｎｃは、低減されすぎることがなく、適
切なパルス数Ｎｃに応じた点火時期遅角量を設定するこ
とができ、最適なノック抑制制御を維持することができ
る。

【０１０３】実施の形態９．なお、上記実施の形態８で
は、フィルタ値Ｎｆの上限値を固定値としたが、ノイズ
を含むノック振動重畳によるパルス数Ｎのカウント値が
内燃機関の回転数によって異なることを考慮して、上限
値をエンジン回転数に応じたマップ値としてもよい。

【０１０４】以下、フィルタ値の上限値をエンジン回転
数に応じたマップ値により補正したこの発明の実施の形
態９について説明する。

【０１０５】一般に、ノックパルス列Ｋｐに重畳するノ
イズパルス数（フィルタ値に対応）は、エンジン回転数
の上昇に応じて増大する傾向があるので、フィルタ値Ｎ
ｆの上限値もエンジン回転数の増大に応じて増大させる
必要がある。

【０１０６】したがって、フィルタ処理手段は、フィル
タ値Ｎｆの上限値に回転数特性を持たせ、マップ演算等
により、フィルタ値Ｎｆをエンジン回転数の増大に応じ
て増大させる。

【０１０７】なお、上記実施の形態９では、フィルタ値
Ｎｆの上限値をエンジン回転数に応じて補正したが、フ
ィルタ値Ｎｆに影響を与える任意の運転状態（充填効率
等）に応じて、上限値を補正すれば、同等の作用効果を
奏することは言うまでもない。

【０１０８】実施の形態１０．また、上記実施の形態９
では、エンジン回転数（運転状態）に応じてフィルタ値
Ｎｆの上限値を補正したが、エンジン回転数（運転状
態）に応じてフィルタ係数αを補正してもよい。

【０１０９】以下、前述と同様に、運転状態がエンジン
回転数の場合を例にとり、エンジン回転数に応じてフィ
ルタ係数αを補正したこの発明の実施の形態１０につい
て説明する。

【０１１０】この場合、フィルタ処理手段は、フィルタ
係数補正手段を含み、フィルタ係数αをエンジン回転数
に応じたマップ値とし、エンジン回転数の増大に応じて
フィルタ係数αを増大させる。

【０１１１】これにより、不安定要素の多い高回転領域
では、（１）式から得られる今回のフィルタ値Ｎｆｉが
前回のフィルタ値Ｎｆｉ_-1に近づき、今回のパルス数Ｎ
ｉに影響されにくくなるので、比較的安定なノック抑制
制御状態を維持することができる。

【０１１２】実施の形態１１．なお、上記実施の形態７
では、フィルタ処理の演算タイミングについて考慮しな
かったが、クランク角信号ＳＧＴのパルスエッジに応答
したタイミングでフィルタ値Ｎｆを演算してもよい。以
下、クランク角信号ＳＧＴに同期してパルス数Ｎのフィ
ルタ処理を行うようにしたこの発明の実施の形態１１に
ついて説明する。

【０１１３】この場合、フィルタ処理手段は、クランク
角信号ＳＧＴのパルスエッジ（たとえば、立ち上がりエ
ッジ）毎のタイミングで、（１）式に基づくフィルタ値
Ｎｆの演算を行う。これにより、エンジン回転数の増大
にともなってフィルタ処理が頻繁に実行されるようにな
り、一定時間毎にフィルタ処理を行う場合と比べて、エ
ンジン回転数が加味された信頼性の高いフィルタ値Ｎｆ
を得ることができる。

【０１１４】実施の形態１２．また、上記実施の形態７
では、各気筒毎のノック振動の差を考慮せずに、パルス
数Ｎのカウント値にフィルタ処理を施したが、フィルタ
処理を各気筒毎に分けて実行してもよい。以下、フィル
タ処理を各気筒毎に行うようにしたこの発明の実施の形
態１２について説明する。

【０１１５】通常、イオン電流ｉに重畳するノイズは内
燃機関の各気筒毎に異なり、各気筒毎のノイズ重畳量に
大きな差が場合には、気筒毎にフィルタ処理を行わない
と、適切なフィルタ値Ｎｆを演算することができない。

【０１１６】この場合、フィルタ処理手段は、（１）式
によるフィルタ処理を各気筒毎に分けて演算し、気筒毎
のフィルタ値Ｎｆを個々に記憶する。したがって、ノッ
ク制御手段は、各気筒毎に適切な点火時期遅角量を設定
し、最適なノック抑制制御を行うことができる。

【０１１７】実施の形態１３．なお、上記実施の形態１
では、気筒毎の遅角量に制限を設定しなかったが、各遅
角量の偏差が異常に大きい場合には、遅角量の偏差に上
限を設定して、各制御気筒に対する過大な遅角制御を防
止してもよい。以下、各気筒毎の遅角量の偏差に上限を
設定したこの発明の実施の形態１３について説明する。

【０１１８】この場合、ノック制御手段は、各気筒毎に
検出されるパルス数Ｎのカウント値に基づいて各気筒毎
の遅角量を個別に演算する演算手段と、各遅角量の間の
偏差に上限を設定する遅角偏差制限手段とを含む。これ
により、或る気筒に対する遅角量が他の気筒に対する遅
角量と比べて異常に大きい場合には、或る気筒に対する
遅角量を制限することができる。

【０１１９】たとえば、イオン電流ｉに重畳するノイズ
が多く発生した場合、ノイズによって遅角制御されすぎ
て異常に遅角するのを防止するため、最も進角側の気筒
と、最も遅角側の気筒の遅角量に制限を持たせる。

【０１２０】通常、ＡＴＤＣ１５°〜２０°（上死点Ｔ
ＤＣよりも１５°〜２０°遅角側）のクランク角位置に
点火時期が遅角制御された場合には、エンジンの駆動性
能に支障が生じるおそれがあるので、遅角量を制限する
必要がある。この発明の実施の形態１３によれば、或る
気筒の遅角量に上限を設定することにより、ノイズによ
る異常遅角制御を防止することができる。

【０１２１】実施の形態１４．なお、上記実施の形態１
では、ノックが検出されなかった場合の制御について特
に言及しなかったが、ノックが検出されない場合に点火
時期を極力進角側に制御して、最大出力（ＭＢＴ）制御
を優先させてもよい。以下、ノック非検出時に点火時期
を進角制御するようにしたこの発明の実施の形態１４に
ついて説明する。

【０１２２】一般に、ノック制御装置は、ノック発生レ
ベルに応じて点火時期を遅角制御するが、ノックが発生
し始める直前の点火時期でＭＢＴ制御するために、ノッ
クが発生していないときには進角制御する必要がある。
そして、上記遅角制御および進角制御のバランスにより
最適なノック制御を実現することができる。

【０１２３】この発明の内燃機関用ノック制御装置によ
れば、イオン電流検出信号Ｅｉを用いているので、小さ
なノックを確実に検出することができ、ノック検出レベ
ルを確実に点火信号Ｐの出力に反映させて遅角補正する
ことができる。すなわち、小さなノックに応答した点火
時期の遅角補正が可能なので、点火時期の大きな変動を
抑制することができる。

【０１２４】そこで、上記利点を有効に用いた進角制御
を考慮すると、一定期間にわたってノック発生による点
火時期の遅角制御が行われていなければ、点火時期を所
定の進角角度だけ進角補正させることが有効なことが分
かる。

【０１２５】したがって、ＥＣＵ２内の点火時期演算手
段は、イオン電流検出信号Ｅｉにノック信号波形が重畳
されず、ノック発生による点火時期の遅角補正が一定時
間にわたって実行されない場合に、点火時期を所定の進
角量だけ進角補正する。この場合、ノック非検出状態の
確認期間として、一定時間が設定されている。

【０１２６】この場合、一定期間にわたってノック発生
の有無を確認し、発生していなければ点火時期を少しず
つ進角させ、点火時期の大きな変動を回避しながら、強
度の小さなノックを検出した時点で点火時期を遅角制御
する。これにより、ノックの発生しない範囲内で最大出
力が得られるように点火時期を制御することができる。
また、点火時期の変動が小さいので、安定した出力トル
クを得ることができる。

【０１２７】実施の形態１５．なお、上記実施の形態１
４では、ノック非検出状態を確認する一定時間を固定時
間としたが、エンジン回転数に応じて補正してもよい。
以下、エンジン回転数に応じて一定時間を補正するよう
にしたこの発明の実施の形態１５について説明する。

【０１２８】この場合、ノック非検出確認用の一定時間
は、たとえばエンジン回転数に対するマップ値として補
正され、エンジン回転数の増大に応じて低減される。こ
れにより、高回転時においてノックが検出されない場合
に、短時間で点火時期が進角補正されるので、進角制御
の遅れを防止することができる。

【０１２９】実施の形態１６．なお、上記実施の形態１
５では、エンジン回転数に応じてノック非検出確認用の
一定時間を補正したが、進角補正量を補正してもよい。
一般に、ノック強度はエンジン回転数と密接な関係があ
り、高回転側ではノックをできるだけ確実に抑制する必
要があるので、最適なノック制御を行うために、点火時
期の進角制御量に回転数特性を持たせることが望まし
い。

【０１３０】以下、エンジン回転数に応じて進角補正量
を補正するようにしたこの発明の実施の形態１６につい
て説明する。この場合、ノック非検出が一定時間継続し
たときの進角補正量は、たとえばエンジン回転数に対す
るマップ値または関数演算値として補正され、エンジン
回転数の増大に応じて減量される。

【０１３１】これにより、高回転時において一定時間に
わたってノックが検出されない場合には、点火時期がさ
らに微少量ずつ進角補正されるので、特にノックによる
障害が顕著な高回転時においてもノック発生時の悪影響
を抑制することができる。

【０１３２】実施の形態１７．なお、上記実施の形態１
４では、ノック非検出状態を確認するために一定時間を
設定したが、一定点火回数を設定してもよい。以下、ノ
ック非検出状態の確認期間として一定点火回数を設定し
たこの発明の実施の形態１７について説明する。

【０１３３】図７はこの発明の実施の形態１７によるノ
ック非検出状態の確認動作を説明するためのタイミング
チャートである、図７において、点火回数すなわち点火
信号Ｐのパルス数は、クランク角信号ＳＧＴのパルス数
すなわちクランク角信号ＳＧＴの立ち上がりエッジ数に
対応している。

【０１３４】この場合、ＥＣＵ２は、ノックパルス列Ｋ
ｐの発生しない期間が、クランク角信号ＳＧＴの立ち上
がりエッジ数（点火制御数）が一定点火回数Ａに達する
まで継続した時点で、点火時期の進角補正処理を実行す
る。

【０１３５】すなわち、ＥＣＵ２内の点火時期演算手段
は、イオン電流検出信号Ｅｉにノック信号波形が重畳さ
れず、ノック発生による点火時期の遅角補正が一定点火
回数Ａにわたって実行されない場合に所定の進角量だけ
進角補正する。

【０１３６】これにより、ノックの発生しない範囲内で
最大出力が得られるように点火時期を制御することがで
きる。また、高回転時においては、ノック発生による点
火時期の遅角制御がないことの確認期間が自動的に短く
なるので、ノック非検出確認期間をエンジン回転数に応
じて補正する必要がなくなる。

【０１３７】実施の形態１８．なお、上記実施の形態１
７では、ノック非検出確認時の進角量を固定量とした
が、エンジン回転数に応じて補正してもよい。以下、エ
ンジン回転数に応じて進角量を補正するようにしたこの
発明の実施の形態１８について説明する。

【０１３８】この場合、ノック非検出が一定点火回数だ
け継続したときの進角補正量は、たとえばエンジン回転
数に対するマップ値または関数演算値として補正され、
エンジン回転数の増大に応じて減量される。

【０１３９】これにより、高回転時において一定点火回
数にわたってノックが検出されない場合には、点火時期
がさらに微少量ずつ進角補正されるので、ノック発生時
の悪影響を抑制することができる。

【０１４０】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、内燃機関の回転に同期したクランク角信号を出力す
るクランク角センサと、クランク角信号に基づいて内燃
機関の各気筒に対する点火時期を決定する点火時期演算
手段と、点火時期に応答して制御対象となる気筒の点火
プラグに点火用高電圧を印加する点火コイルと、点火制
御直後の気筒の点火プラグに流れるイオン電流を検出し
てイオン電流検出信号を出力するイオン電流検出手段
と、イオン電流検出信号に基づいて内燃機関のノックの
有無を判定するノック検出手段と、ノックが検出された
ときに点火時期を所定の遅角量だけ遅角補正するノック
制御手段とを備え、ノック検出手段は、イオン電流検出
信号からノック信号波形をノックパルス列として抽出す
る波形処理手段と、ノックパルス列の各パルスエッジに
基づいてノックパルス列のパルス数をカウントするカウ
ント手段とを含み、ノック制御手段は、パルス数のカウ
ント値に応じて遅角量を決定するようにしたので、イオ
ン電流に重畳されるノック信号波形に対してパルス処理
を施すことによりＳＮ比を向上させ、コストアップを招
くことなく信頼性を向上させた内燃機関用ノック制御装
置が得られる効果がある。

【０１４１】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、クランク角信号は、各気筒に対応したパ
ルスを含み、クランク角信号の立ち上がりエッジは、内
燃機関のクランキング時の通電開始時期に対応し、クラ
ンク角信号の立ち下がりエッジは、内燃機関のクランキ
ング時のイニシャル点火時期に対応し、カウント手段
は、クランク角信号の立ち下がりエッジから立ち上がり
エッジまでのパルス区間にパルス数をカウントするよう
にしたので、点火時のノイズの影響を除去することがで
き、さらにＳＮ比を向上させて信頼性を向上させた内燃
機関用ノック制御装置が得られる効果がある。

【０１４２】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１において、ノック制御手段は、内燃機関の運転状態
に応じてパルス数のカウント値および遅角量の少なくと
も一方を補正する補正手段を含むようにしたので、さら
に信頼性を向上させた内燃機関用ノック制御装置が得ら
れる効果がある。

【０１４３】また、この発明の請求項４によれば、請求
項３において、補正手段は、内燃機関の回転数の増大に
応じてパルス数のカウント値を増量補正し、ノック制御
手段は、補正後のカウント値に応じて遅角量を決定する
ようにしたので、さらに信頼性を向上させた内燃機関用
ノック制御装置が得られる効果がある。

【０１４４】また、この発明の請求項５によれば、請求
項３において、補正手段は、内燃機関の回転数の増大に
応じて遅角量を増量補正するようにしたので、さらに信
頼性を向上させた内燃機関用ノック制御装置が得られる
効果がある。

【０１４５】また、この発明の請求項６によれば、請求
項３において、補正手段は、内燃機関の回転数および充
填効率の二次元マップにより遅角量を補正するようにし
たので、さらに信頼性を向上させた内燃機関用ノック制
御装置が得られる効果がある。

【０１４６】また、この発明の請求項７によれば、請求
項１において、各気筒のうちの一対は、点火用高電圧を
発生する点火コイルの二次巻線の両端に接続されて同時
に点火制御され、一対の気筒のうちの一方の点火プラグ
のイオン電流は、二次巻線を介して流れ、ノック制御手
段は、一方の気筒に対する点火時期の遅角量を増量補正
するようにしたので、同時着火の内燃機関に適用した場
合においても信頼性を向上させた内燃機関用ノック制御
装置が得られる効果がある。

【０１４７】また、この発明の請求項８によれば、請求
項１において、ノック制御手段は、カウント値をフィル
タ処理してバックグランドに対応したフィルタ値を演算
するフィルタ処理手段を含み、今回のカウント値からフ
ィルタ値を減算したカウント値に応じて遅角量を決定す
るようにしたので、パルス数の急変に影響されることな
く信頼性を向上させた内燃機関用ノック制御装置が得ら
れる効果がある。

【０１４８】また、この発明の請求項９によれば、請求
項８において、ノック制御手段は、フィルタ値に上限値
を設定するフィルタ値制限手段を含むようにしたので、
フィルタ値の異常増大を防止することができ、信頼性を
向上させた内燃機関用ノック制御装置が得られる効果が
ある。

【０１４９】また、この発明の請求項１０によれば、請
求項９において、フィルタ値制限手段は、内燃機関の運
転状態に応じて上限値を補正する上限値補正手段を含む
ようにしたので、運転状態によらず信頼性を向上させた
内燃機関用ノック制御装置が得られる効果がある。

【０１５０】また、この発明の請求項１１によれば、請
求項１０において、上限値補正手段は、フィルタ値の上
限値を内燃機関の回転数に応じたマップ値とし、回転数
の増大に応じて上限値を増大させたので、エンジン回転
数によらず信頼性を向上させた内燃機関用ノック制御装
置が得られる効果がある。

【０１５１】また、この発明の請求項１２によれば、請
求項８において、フィルタ処理手段は、フィルタ値を演
算するためのフィルタ係数αを０＜α＜１の範囲内に設
定し、前回のフィルタ値にフィルタ係数αを乗算した値
と、今回のパルス数のカウント値に（１−α）を乗算し
た値とを加算して今回のフィルタ値を算出する演算手段
と、フィルタ係数αを内燃機関の運転状態に応じて補正
するフィルタ係数補正手段とを含むようにしたので、運
転状態によらず信頼性を向上させた内燃機関用ノック制
御装置が得られる効果がある。

【０１５２】また、この発明の請求項１３によれば、請
求項１２において、フィルタ係数補正手段は、フィルタ
係数αを内燃機関の回転数に応じたマップ値とし、回転
数の増大に応じてフィルタ係数を増大させたので、エン
ジン回転数によらず信頼性を向上させた内燃機関用ノッ
ク制御装置が得られる効果がある。

【０１５３】また、この発明の請求項１４によれば、請
求項８において、フィルタ処理手段は、クランク角信号
のパルスエッジに応答したタイミングでフィルタ値を演
算するようにしたので、エンジン回転数の変動およびパ
ルス数の急変に影響されることなく信頼性を向上させた
内燃機関用ノック制御装置が得られる効果がある。

【０１５４】また、この発明の請求項１５によれば、請
求項８において、フィルタ処理手段は、フィルタ値を各
気筒毎に個別に設定するようにしたので、さらに信頼性
を向上させた内燃機関用ノック制御装置が得られる効果
がある。

【０１５５】また、この発明の請求項１６によれば、請
求項１において、ノック制御手段は、遅角量を各気筒毎
に個別に設定する遅角量設定手段と、遅角量の各々の間
の偏差に上限を設定する遅角偏差制限手段とを含むよう
にしたので、さらに信頼性を向上させた内燃機関用ノッ
ク制御装置が得られる効果がある。

【０１５６】また、この発明の請求項１７によれば、請
求項１において、点火時期演算手段は、イオン電流検出
信号にノック信号波形が重畳されず、点火時期の遅角補
正が一定時間にわたって実行されない場合に、点火時期
を所定の進角量だけ進角補正するようにしたので、ノッ
クが発生しない範囲で出力特性を向上させた内燃機関用
ノック制御装置が得られる効果がある。

【０１５７】また、この発明の請求項１８によれば、請
求項１７において、一定時間は、内燃機関の回転数の増
大に応じて低減されるようにしたので、回転数によらず
高い制御応答性で出力特性を向上させた内燃機関用ノッ
ク制御装置が得られる効果がある。

【０１５８】また、この発明の請求項１９によれば、請
求項１７において、進角量は、内燃機関の回転数の増大
に応じて減量されるようにしたので、回転数によらずノ
ック発生による障害を抑制した内燃機関用ノック制御装
置が得られる効果がある。

【０１５９】また、この発明の請求項２０によれば、請
求項１において、点火時期演算手段は、イオン電流検出
信号にノック信号波形が重畳されず、点火時期の遅角補
正が一定点火回数の間にわたって実行されない場合に、
点火時期を所定の進角量だけ進角補正するようにしたの
で、ノックが発生しない範囲で出力特性を向上させた内
燃機関用ノック制御装置が得られる効果がある。

【０１６０】また、この発明の請求項２１によれば、請
求項２０において、進角量は、内燃機関の回転数の増大
に応じて減量されるようにしたので、回転数によらずノ
ック発生による障害を抑制した内燃機関用ノック制御装
置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を概略的に示す構成
図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による各部の動作波
形を示すタイミングチャートである。

【図３】 ノック強度とノックパルス数との関係を示す
特性図である。

【図４】 この発明の実施の形態２の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

【図５】 この発明の実施の形態６を概略的に示す構成
図である。

【図６】 この発明の実施の形態６による各部の動作波
形を示すタイミングチャートである。

【図７】 この発明の実施の形態１７の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ クランク角センサ、２ ＥＣＵ、４ 点火コイル、
４ａ 一次巻線、４ｂ二次巻線、８ａ〜８ｄ 点火プラ
グ、９ コンデンサ、１１、１１ａ〜１１ｄ高圧ダイオ
ード、１２ 抵抗器、１３ 波形整形回路、１４ バン
ドパスフィルタ、１５ 比較回路、２１ カウンタ、２
２ ＣＰＵ、Ａ 一定点火回数、ｉイオン電流、Ｅｉ
イオン電流検出信号、Ｋｐ ノックパルス列、Ｎ パル
ス数、ｎｐ ノイズパルス、Ｐ 点火信号、ＳＧＴ ク
ランク角信号、ＴＲ パワートランジスタ、Ｖ２ 二次
電圧（点火用高電圧）。

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の回転に同期したクランク角信
   号を出力するクランク角センサと、 前記クランク角信号に基づいて前記内燃機関の各気筒に
   対する点火時期を決定する点火時期演算手段と、 前記点火時期に応答して制御対象となる気筒の点火プラ
   グに点火用高電圧を印加する点火コイルと、 点火制御直後の気筒の点火プラグに流れるイオン電流を
   検出してイオン電流検出信号を出力するイオン電流検出
   手段と、 前記イオン電流検出信号に基づいて前記内燃機関のノッ
   クの有無を判定するノック検出手段と、 前記ノックが検出されたときに前記点火時期を所定の遅
   角量だけ遅角補正するノック制御手段とを備え、 前記ノック検出手段は、 前記イオン電流検出信号からノック信号波形をノックパ
   ルス列として抽出する波形処理手段と、 前記ノックパルス列の各パルスエッジに基づいて前記ノ
   ックパルス列のパルス数をカウントするカウント手段と
   を含み、 前記ノック制御手段は、前記パルス数のカウント値に応
   じて前記遅角量を決定することを特徴とする内燃機関用
   ノック制御装置。
2. 【請求項２】 前記クランク角信号は、前記各気筒に対
   応したパルスを含み、前記クランク角信号の立ち上がり
   エッジは、前記内燃機関のクランキング時の通電開始時
   期に対応し、前記クランク角信号の立ち下がりエッジ
   は、前記内燃機関のクランキング時のイニシャル点火時
   期に対応し、 前記カウント手段は、前記クランク角信号の立ち下がり
   エッジから立ち上がりエッジまでのパルス区間に前記パ
   ルス数をカウントすることを特徴とする請求項１に記載
   の内燃機関用ノック制御装置。
3. 【請求項３】 前記ノック制御手段は、前記内燃機関の
   運転状態に応じて前記パルス数のカウント値および前記
   遅角量の少なくとも一方を補正する補正手段を含むこと
   を特徴とする請求項１に記載の内燃機関用ノック制御装
   置。
4. 【請求項４】 前記補正手段は、前記内燃機関の回転数
   の増大に応じて前記パルス数のカウント値を増量補正
   し、 前記ノック制御手段は、補正後のカウント値に応じて前
   記遅角量を決定することを特徴とする請求項３に記載の
   内燃機関用ノック制御装置。
5. 【請求項５】 前記補正手段は、前記内燃機関の回転数
   の増大に応じて前記遅角量を増量補正することを特徴と
   する請求項３に記載の内燃機関用ノック制御装置。
6. 【請求項６】 前記補正手段は、前記内燃機関の回転数
   および充填効率の二次元マップにより前記遅角量を補正
   することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用ノッ
   ク制御装置。
7. 【請求項７】 前記各気筒のうちの一対は、前記点火用
   高電圧を発生する前記点火コイルの二次巻線の両端に接
   続されて同時に点火制御され、 前記一対の気筒のうちの一方の点火プラグのイオン電流
   は、前記二次巻線を介して流れ、 前記ノック制御手段は、前記一方の気筒に対する点火時
   期の遅角量を増量補正することを特徴とする請求項１に
   記載の内燃機関用ノック制御装置。
8. 【請求項８】 前記ノック制御手段は、 前記カウント値をフィルタ処理してバックグランドに対
   応したフィルタ値を演算するフィルタ処理手段を含み、 今回のカウント値から前記フィルタ値を減算したカウン
   ト値に応じて前記遅角量を決定することを特徴とする請
   求項１に記載の内燃機関用ノック制御装置。
9. 【請求項９】 前記ノック制御手段は、前記フィルタ値
   に上限値を設定するフィルタ値制限手段を含むことを特
   徴とする請求項８に記載の内燃機関用ノック制御装置。
10. 【請求項１０】 前記フィルタ値制限手段は、前記内燃
    機関の運転状態に応じて前記上限値を補正する上限値補
    正手段を含むことを特徴とする請求項９に記載の内燃機
    関用ノック制御装置。
11. 【請求項１１】 前記上限値補正手段は、前記フィルタ
    値の上限値を前記内燃機関の回転数に応じたマップ値と
    し、前記回転数の増大に応じて前記上限値を増大させた
    ことを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関用ノック
    制御装置。
12. 【請求項１２】 前記フィルタ処理手段は、 前記フィルタ値を演算するためのフィルタ係数αを０＜
    α＜１の範囲内に設定し、前回のフィルタ値に前記フィ
    ルタ係数αを乗算した値と、今回のパルス数のカウント
    値に（１−α）を乗算した値とを加算して今回のフィル
    タ値を算出する演算手段と、 前記フィルタ係数αを前記内燃機関の運転状態に応じて
    補正するフィルタ係数補正手段とを含むことを特徴とす
    る請求項８に記載の内燃機関用ノック制御装置。
13. 【請求項１３】 前記フィルタ係数補正手段は、前記フ
    ィルタ係数αを前記内燃機関の回転数に応じたマップ値
    とし、前記回転数の増大に応じて前記フィルタ係数を増
    大させたことを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関
    用ノック制御装置。
14. 【請求項１４】 前記フィルタ処理手段は、前記クラン
    ク角信号のパルスエッジに応答したタイミングで前記フ
    ィルタ値を演算することを特徴とする請求項８に記載の
    内燃機関用ノック制御装置。
15. 【請求項１５】 前記フィルタ処理手段は、前記フィル
    タ値を前記各気筒毎に個別に設定することを特徴とする
    請求項８に記載の内燃機関用ノック制御装置。
16. 【請求項１６】 前記ノック制御手段は、 前記遅角量を前記各気筒毎に個別に設定する遅角量設定
    手段と、 前記遅角量の各々の間の偏差に上限を設定する遅角偏差
    制限手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の内
    燃機関用ノック制御装置。
17. 【請求項１７】 前記点火時期演算手段は、前記イオン
    電流検出信号に前記ノック信号波形が重畳されず、前記
    点火時期の遅角補正が一定時間にわたって実行されない
    場合に、前記点火時期を所定の進角量だけ進角補正する
    ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用ノック制
    御装置。
18. 【請求項１８】 前記一定時間は、前記内燃機関の回転
    数の増大に応じて低減されることを特徴とする請求項１
    ７に記載の内燃機関用ノック制御装置。
19. 【請求項１９】 前記進角量は、前記内燃機関の回転数
    の増大に応じて減量されることを特徴とする請求項１７
    に記載の内燃機関用ノック制御装置。
20. 【請求項２０】 前記点火時期演算手段は、前記イオン
    電流検出信号に前記ノック信号波形が重畳されず、前記
    点火時期の遅角補正が一定点火回数の間にわたって実行
    されない場合に、前記点火時期を所定の進角量だけ進角
    補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用
    ノック制御装置。
21. 【請求項２１】 前記進角量は、前記内燃機関の回転数
    の増大に応じて減量されることを特徴とする請求項２０
    に記載の内燃機関用ノック制御装置。