JPH11304657A - センサ信号のピーク値検出方法及びセンサ信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動波であるセンサ信号の最大レベル或いは
最小レベルを、ノイズに影響されることなく且つ容易
に、ピーク値として検出する。 【解決手段】 ノックセンサからのセンサ信号を入力
し、その信号の振動中心レベル（基準値）に対する振れ
幅の最大値をピーク値として検出するＥＣＵは、センサ
信号のレベルと上記基準値との差を２μｓ毎に検出し
（S240）、更に今回の検出値と前回の検出値との差をセ
ンサ信号の微分値として順次算出する（S250）。そし
て、連続３つの微分値（DVOLD，DVNOW，DVNEXT）が一定
方向に変化し且つその中に正負が異なるものがある場合
に（S280:YES又はS320:YES）、３つの微分値のうちで正
負が変化した直後の微分値（DVNOW ）に対応する検出値
の一方（NOWAD ）を、センサ信号の真の極大又は極小レ
ベルと見なし、その絶対値が前回までのピーク値より大
きければ、それを最新のピーク値とする（S290:YES，S3
00）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、センサから振動波
として出力されるセンサ信号を入力して、そのセンサ信
号の最大レベル或いは最小レベルをピーク値として検出
するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば車両においては、内燃
機関に発生するノック（ノッキング）を検出するため
に、ノックセンサが用いられている。尚、この種のノッ
クセンサとしては、特開平９−３２９０５２号公報に記
載されているように、センサ信号として、内燃機関のシ
リンダブロックに伝わるノックによる振動に応じた振動
波を出力する振動型のものや、特開平６−１５９１２９
号公報に記載されているように、センサ信号として、内
燃機関のシリンダ内に流れるイオン電流に応じた振動波
を出力するものがある。

【０００３】そして、内燃機関を制御する電子制御装置
は、例えば、内燃機関にノックが発生すると見なされる
期間として設定されるノック判定区間において、ノック
センサからのセンサ信号のレベルをピークホールドし、
そのノック判定区間の終了時におけるピークホールド値
を用いて、ノックの有無やノックの強さを判定するよう
にしていた。つまり、この例の場合、ノック判定区間の
終了時におけるピークホールド値は、センサ信号の最大
レベル（最大波高値）となるため、その値に基づきノッ
クの有無やノックの強さを判定している。

【０００４】ところが、センサ信号にスパイク状の大き
なノイズが重畳して、そのノイズをピークホールドして
しまった場合には、ノック判定区間の終了時におけるピ
ークホールド値が、センサ信号の真の最大レベルよりも
大きくなってしまい、その結果、ノックの有無等を誤判
定してしまうこととなる。

【０００５】特に、デジタル信号処理の手法を採用し
て、センサ信号のレベルを一定時間毎のサンプリングに
よりＡ／Ｄ変換すると共に、そのデジタル化された各検
出値を順次大小比較することにより、センサ信号の最大
レベルを検出するようにした場合には、ノイズの発生が
極めて瞬時的なものであっても、その発生タイミングと
サンプリングタイミングとが一致すると、そのノイズの
波高値をそのまま検出値として取り込んでしまうため、
ノイズの影響が極めて顕著になる。

【０００６】そこで、こうしたノイズの影響を除去する
ために、特開平９−３２９０５２号公報には、Ａ／Ｄ変
換によって検出されるセンサ信号のレベルの検出値に対
して、上下限判定値を設定し、その上下限判定値の範囲
内にある検出値だけを最大レベルの候補として用いるこ
とが提案されている。つまり、この技術では、設定した
上下限判定値の範囲外にある検出値は、ノイズによるも
のであると判定して、センサ信号の最大レベルを求める
対象から除外するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平９−３２９０５２号公報に開示の技術では、設定さ
れる上下限判定値によって、ノイズを取り込んでしまっ
たり、或いは、センサ信号の本来の最大レベルを取り込
めなかったりする虞がある。

【０００８】よって、上記公報に開示の技術を実際に採
用する場合には、上下限判定値をどの様に設定するのか
が非常に重要となるが、その上下限判定値の設定作業
は、内燃機関の特性や発生すると予想されるノイズの特
性等、様々な条件を考慮して行わなければならず、極め
て困難なものとなる。このため、上記公報に開示の技術
は、実現性に欠けるものであった。

【０００９】そして、こうした問題は、センサ信号の最
大レベルをピーク値として検出する場合に限らず、逆
に、センサ信号の最小レベルをピーク値として検出する
場合、或いは、センサ信号の振動中心レベルに対する正
方向と負方向との両方への振れ幅の最大値（即ち、セン
サ信号の最大レベルと最小レベルとのうちで、振動中心
レベルから最も離れているレベル）をピーク値として検
出する場合についても全く同様である。また、上記問題
は、ノックセンサからのセンサ信号を検出対象とする場
合に限らず、振動波としてのあらゆるセンサ信号の最大
レベル或いは最小レベルをピーク値として検出する場合
についても同様である。

【００１０】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、振動波としてのセンサ信号の最大レベル或い
は最小レベルを、ノイズに影響されることなく且つ容易
に、ピーク値として検出できるようにすることを目的と
している。

【００１１】

【課題を解決するための手段、及び発明の効果】上記目
的を達成するためになされた本発明のセンサ信号のピー
ク値検出方法では、センサから入力した振動波としての
センサ信号を微分し、その微分波形から、センサ信号の
極大点或いは極小点とセンサ信号に重畳したノイズとを
区別して、その区別したセンサ信号の極大点或いは極小
点のレベルから、前記センサ信号の最大レベル或いは最
小レベルであるピーク値を検出する。

【００１２】つまり、振動波としてのセンサ信号を微分
した微分波形の正負極性は、センサ信号の極大点と極小
点とで変化し、センサ信号にノイズが重畳していなけれ
ば、上記微分波形の正負極性は、センサ信号の半周期毎
に１回だけ変化することとなる。これに対して、センサ
信号にスパイク状のノイズが重畳していれば、微分波形
の正負極性は、センサ信号の半周期よりも極めて短い時
間内に２回以上変化することとなる（図７のＰ３及びＰ
４の部分参照）。よって、微分波形の正負極性の変化状
態から、センサ信号の真の極大点或いは極小点と、ノイ
ズによる極大点或いは極小点とを区別することができ
る。

【００１３】そこで、本発明のピーク値検出方法では、
センサ信号の微分波形から、センサ信号のノイズではな
い真の極大点或いは極小点を見つけるようにしているの
である。そして、例えば、：センサ信号の最大レベル
をピーク値として検出する場合には、センサ信号の極大
点のレベルのうちで最大のものをピーク値とすれば良
く、逆に、：センサ信号の最小レベルをピーク値とし
て検出する場合には、センサ信号の極小点のレベルのう
ちで最小のものをピーク値とすれば良い。また、：セ
ンサ信号の最大レベルと最小レベルとのうちで振動中心
レベルから最も離れているレベルをピーク値として検出
する場合には、センサ信号の極大点及び極小点のレベル
のうちで、振動中心レベルから最も離れているもの（即
ち、振動中心レベルとの差の絶対値が最大のもの）をピ
ーク値とすれば良い。

【００１４】このような本発明のピーク値検出方法によ
れば、従来技術のような上下限判定値を設定する必要が
ない。よって、振動波としてのセンサ信号の最大レベル
或いは最小レベルを、ノイズに影響されることなく且つ
容易に、ピーク値として検出することができる。

【００１５】ところで、本発明のピーク値検出方法は、
請求項２に記載の如く、センサ信号の微分波形の正負極
性が、予め定められた設定時間の間に１回のみ変化した
場合に、その正負極性の変化時におけるセンサ信号のレ
ベルを仮のピーク値とし、それが前回までのピーク値を
越えていれば、その仮のピークを最新のピーク値として
更新する、といった手順で実施することができる。

【００１６】つまり、前述したように、センサ信号にス
パイク状のノイズが重畳していれば、その微分波形の正
負極性は、センサ信号の半周期よりも短い時間内に２回
以上変化することとなるため、上記設定時間を、センサ
信号の半周期よりも短く、且つ、発生すると予想される
ノイズの最大時間幅よりも長い時間に設定しておけば、
「センサ信号の微分波形の正負極性が上記設定時間の間
に１回のみ変化した」という条件が成立した場合に、そ
の正負極性の変化時におけるセンサ信号のレベルを、ノ
イズではない真の極大点或いは極小点のレベルと見なす
ことができる。そして、その極大点或いは極小点のレベ
ルを仮のピーク値とし、それが前回までのピーク値を越
えていれば、その仮のピークを最新のピーク値として更
新する、という処理を行うことにより、最終的に更新さ
れているピーク値を、検出すべきピーク値として取得で
きるのである。

【００１７】尚、「越えている」とは、：センサ信号
の最大レベルをピーク値として検出する場合には、「仮
のピーク値が前回までのピーク値よりも大きい」という
ことであり、逆に、：センサ信号の最小レベルをピー
ク値として検出する場合には、「仮のピーク値が前回ま
でのピーク値よりも小さい」ということである。また、
：センサ信号の最大レベルと最小レベルとのうちで振
動中心レベルから最も離れているレベルをピーク値とし
て検出する場合には、「仮のピーク値と振動中心レベル
との差の絶対値が、前回までのピーク値と振動中心レベ
ルとの差の絶対値よりも大きい」ということである。

【００１８】そして、このような本発明のピーク値検出
方法によれば、請求項３に記載のように、センサが、内
燃機関に発生するノックを検出するためのノックセンサ
である場合に、そのノックセンサからのセンサ信号の最
大レベル或いは最小レベルを、ノイズに影響されること
なくピーク値として検出することができるため、内燃機
関のノックの有無やノックの強さを正確に判定できるよ
うになる。

【００１９】一方、請求項４に記載の本発明のセンサ信
号処理装置は、センサから振動波として出力されるセン
サ信号を入力して、前述した本発明のピーク値検出方法
を実施することにより、そのセンサ信号の最大レベル或
いは最小レベルをピーク値として検出する。

【００２０】まず、本発明のセンサ信号処理装置では、
サンプリング手段が、センサ信号のレベルを一定時間毎
に検出し、微分手段が、そのサンプリング手段による今
回の検出値（所謂サンプリング値）と前回の検出値との
差を、センサ信号の前記一定時間毎の微分値として順次
算出する。

【００２１】そして、判定手段が、微分手段により連続
して算出された少なくとも３つ以上の微分値が一定方向
に変化しており、且つ、その３つ以上の微分値からなる
微分値群の中に正負極性の異なる微分値があるか否かを
判定する。このため、判定手段によって肯定判定された
場合には、サンプリング手段による少なくとも３回以上
の検出回数（所謂サンプリング回数）に相当する設定時
間の間に、センサ信号の微分波形の正負極性が１回のみ
変化したこととなる。そして、判定手段により肯定判定
された微分値群をなす微分値のうちで、正負極性が変化
した直後の微分値に対応する２つの検出値（つまり、そ
の微分値を算出する元となった２つの検出値）の何れか
一方は、センサ信号の微分波形の正負極性が変化した時
におけるセンサ信号のレベルであって、ノイズではない
真の極大点或いは極小点のレベルと見なすことができ
る。

【００２２】そこで、本発明のセンサ信号処理装置で
は、ピーク値検出手段が、判定手段により肯定判定され
ると、その肯定判定された前記微分値群をなす微分値の
うちで、正負極性が変化した直後の微分値に対応する２
つの検出値の何れか一方を仮のピーク値とし、それが前
回までのピーク値を越えていれば、その仮のピーク値を
最新のピーク値として更新記憶するようにしている。よ
って、ピーク値検出手段に最終的に記憶されるピーク値
が、検出すべきピーク値となる。

【００２３】このような本発明のセンサ信号処理装置に
よれば、従来技術の如き上下限判定値を設定することな
く、センサ信号のノイズではない真の極大点或いは極小
点を判別して、その判別した極大点或いは極小点のレベ
ルから、センサ信号の最大レベル或いは最小レベルであ
るピーク値を検出することができる。このため、センサ
信号の最大レベル或いは最小レベルを、ノイズに影響さ
れることなく且つ容易に、ピーク値として検出すること
ができる。

【００２４】尚、本発明のセンサ信号処理装置における
「越えている」とは、本発明のピーク値検出方法につい
て述べた意味と同じである。よって、：センサ信号の
最大レベルをピーク値として検出するのであれば、ピー
ク値検出手段は、上記仮のピーク値が前回までのピーク
値よりも大きい場合に、その仮のピーク値を最新のピー
ク値として更新記憶すれば良く、逆に、：センサ信号
の最小レベルをピーク値として検出するのであれば、ピ
ーク値検出手段は、上記仮のピーク値が前回までのピー
ク値よりも小さい場合に、その仮のピーク値を最新のピ
ーク値として更新記憶すれば良い。また、：センサ信
号の最大レベルと最小レベルとのうちで振動中心レベル
から最も離れているレベルをピーク値として検出するの
であれば、ピーク値検出手段は、上記仮のピーク値と振
動中心レベルとの差の絶対値が、前回までのピーク値と
振動中心レベルとの差の絶対値よりも大きい場合に、そ
の仮のピーク値を最新のピーク値として更新記憶すれば
良い。

【００２５】また更に、判定手段が判定する一定方向
（即ち、微分値の変化方向）としては、基本的には減少
方向と増加方向との両方の一定方向で良いが、上記の
場合は、センサ信号の極大点だけを判別すれば良いた
め、減少方向のみとすることができ、逆に、上記の場
合は、センサ信号の極小点だけを判別すれば良いため、
増加方向のみとすることができる。

【００２６】次に、請求項５に記載のセンサ信号処理装
置は、更に検出動作制限手段を備えている。そして、こ
の検出動作制限手段は、センサ信号のレベルが極大或い
は極小になる時点を含むと見なされる時間領域を設定
し、その設定した時間領域の間のみ、前記判定手段と前
記ピーク値検出手段を作動させる。

【００２７】つまり、請求項５に記載のセンサ信号処理
装置では、センサ信号のレベルが極大或いは極小になる
時点を含むと見なされる時間領域においてのみ、ピーク
値の検出動作を行うようにしている。このため、ピーク
値検出に対するノイズの影響を一層確実に除去すること
ができる。

【００２８】ここで、振動波としてのセンサ信号のレベ
ルは、振動中心レベルを横切ってから４分の１周期が経
過した時点で、極大或いは極小になると予想することが
できる。そこで、検出動作制限手段は、請求項６に記載
のように、サンプリング手段による検出値の変化状態か
ら、センサ信号のレベルが該センサ信号の振動中心レベ
ルを横切った時点を検出するゼロクロス時点検出手段
と、該ゼロクロス時点検出手段により検出される時点の
時間間隔を、センサ信号の半周期として検出する半周期
検出手段とを備え、ゼロクロス時点検出手段により検出
された時点を基準にして、半周期検出手段により検出さ
れた半周期の半分の時間（つまり、センサ信号の４分の
１周期）よりも所定時間Ｔ１だけ短い時間が経過した時
から、前記半周期の半分の時間よりも所定時間Ｔ２だけ
長い時間が経過するまでの間を、前記時間領域として設
定するように構成することができる。

【００２９】そして、検出動作制限手段を請求項６に記
載の如く構成すれば、センサ信号の周期が変化しても、
最適な時間領域を設定できるようになる。尚、上記２つ
の所定時間Ｔ１，Ｔ２は、同じ値であっても良いし、異
なる値であっても良い。次に、請求項７に記載のセンサ
信号処理装置は、請求項４〜６のセンサ信号処理装置に
対して、更にノイズ判定手段を備えている。そして、こ
のノイズ判定手段は、微分手段により算出された微分値
の正負極性が、所定サンプリング回数以内に２回以上変
化した場合に、センサ信号にノイズが重畳していると判
定する。

【００３０】このようなセンサ信号処理装置によれば、
例えば、ノイズ判定手段によってセンサ信号へのノイズ
の重畳が頻繁に判定された場合に、ピーク値検出手段に
記憶されているピーク値を破棄するといった処理等、ノ
イズによる悪影響を防ぐための様々な処理を行うことが
できるようになり、有利である。

【００３１】そして、上記請求項４〜７のセンサ信号処
理装置によれば、請求項８に記載のように、センサが、
内燃機関に発生するノックを検出するためのノックセン
サである場合に、そのノックセンサからのセンサ信号の
最大レベル或いは最小レベルを、ノイズに影響されるこ
となくピーク値として検出することができるため、内燃
機関のノックの有無やノックの強さを正確に判定できる
ようになる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、車両に搭載された４気筒エ
ンジン（内燃機関）を制御する実施形態の電子制御装置
について、図面を用いて説明する。 ［第１実施形態］まず図１は、第１実施形態の電子制御
装置（以下、ＥＣＵという）１の構成を表すブロック図
である。

【００３３】図１に示すように、ＥＣＵ１は、エンジン
のシリンダブロックに装着されたノックセンサ３から振
動波として出力されるセンサ信号（以下、ノックセンサ
信号という）を入力して、そのノックセンサ信号のうち
ノックに特有の周波数成分（本実施形態では６ｋＨｚ〜
１０ｋＨｚ）のみを通過させる帯域通過フィルタ（ＢＰ
Ｆ）５と、エンジンのクランク軸が所定角度回転する毎
にパルス信号を出力する回転角センサ７やアクセルペダ
ルの踏込時にオンするアクセルスイッチ９等からのパル
ス信号やスイッチ信号を入力して、それら信号を波形整
形して出力する入力回路１１と、エンジンの点火系機器
１３やインジェクタ１５等のアクチュエータを駆動する
ための駆動回路１７とを備えている。

【００３４】そして更に、ＥＣＵ１は、帯域通過フィル
タ５から出力されるノックセンサ信号を始め、エンジン
の吸入空気量を検出するための吸気量センサ１９やエン
ジンの冷却水温を検出するための水温センサ２１等から
出力されるアナログのセンサ信号を入力して、それらの
信号を択一的に切り替えて出力するマルチプレクサ（Ｍ
ＰＸ）２３と、マルチプレクサ２３から出力されるアナ
ログ信号のレベルをデジタルデータに変換（Ａ／Ｄ変
換）するＡ／Ｄ変換器２５と、上記マルチプレクサ２３
及びＡ／Ｄ変換器２５を制御して、マルチプレクサ２３
に入力されるセンサ信号のレベルをデジタルデータに変
換して取得するための信号処理を行う第１ＣＰＵ２７
と、第１ＣＰＵ２７によって取得されたデジタルデータ
や、入力回路１１から出力されるパルス信号やスイッチ
信号等に基づいて、エンジンを制御するための制御処理
を行い、駆動回路１７へ点火系機器１３やインジェクタ
１５等を駆動するための駆動信号を出力する第２ＣＰＵ
２９と、第１ＣＰＵ２７及び第２ＣＰＵ２９が実行する
プログラムを格納したＲＯＭ３１と、第１ＣＰＵ２７及
び第２ＣＰＵ２９の演算結果等を一時記憶するＲＡＭ３
３とを備えている。

【００３５】尚、本実施形態において、上記マルチプレ
クサ２３，Ａ／Ｄ変換器２５，第１ＣＰＵ２７，第２Ｃ
ＰＵ２９，ＲＯＭ３１，及びＲＡＭ３３は、１つのマイ
クロコンピュータ（マイコン）３５としてＥＣＵ１に搭
載されている。また、ノックセンサ信号は、図５の上段
に示すように、基準値である２．５Ｖを振動中心レベル
として、０Ｖから５Ｖの範囲で振動する６ｋＨｚ〜１０
ｋＨｚの振動波であり、ほぼＳＩＮ波（正弦波）であ
る。

【００３６】以上のように構成された本実施形態のＥＣ
Ｕ１では、第２ＣＰＵ２９が、入力回路１１を介して入
力される回転角センサ７やアクセルスイッチ９等からの
信号と、第１ＣＰＵ２７により取得された吸気量センサ
１９や水温センサ２１等からのセンサ信号のレベルとに
基づいて、エンジンへの最適な燃料噴射量や点火時期等
を演算すると共に、その演算結果に応じて点火系機器１
３やインジェクタ１５等を駆動することにより、エンジ
ンを制御する。

【００３７】そして特に、本実施形態のＥＣＵ１では、
第１ＣＰＵ２７が、ノックセンサ信号の振動中心レベル
（基準値＝２．５Ｖ）に対する正方向と負方向との両方
への振れ幅の最大値（換言すれば、ノックセンサ信号の
最大レベルと最小レベルとのうちで振動中心レベルから
最も離れているレベル）を、そのノックセンサ信号のピ
ーク値として検出する。そして、第２ＣＰＵ２９は、第
１ＣＰＵ２７によって検出されたノックセンサ信号のピ
ーク値に基づき、エンジンにノックが発生しているか否
かを判定し、ノックが発生していると判定すると、エン
ジンの点火時期を遅角側に補正する等して、ノックの発
生を抑制するようにしてる。

【００３８】そこで以下、エンジンにノックが発生して
いるか否かを判定するために、第１ＣＰＵ２７と第２Ｃ
ＰＵ２９とで実行される処理について説明する。まず、
第２ＣＰＵ２９は、回転角センサ７からのパルス信号に
基づいて、エンジンのクランク軸の回転角度位置を逐次
検出しており、そのクランク軸の回転角度位置が、各気
筒の圧縮工程上死点（ＴＤＣ）から１０°進んだ回転角
度位置（以下、ＡＴＤＣ１０°ＣＡという）になると、
図２のノック判定区間スタート処理を実行し、その後、
クランク軸の回転角度位置が上記ＡＴＤＣ１０°ＣＡか
ら更に８０°進んだ回転角度位置（即ち、各気筒の圧縮
工程上死点から９０°進んだ回転角度位置であり、以
下、ＡＴＤＣ９０°ＣＡという）になると、図４のノッ
ク判定区間ストップ処理を実行する。

【００３９】一方、第１ＣＰＵ２７は、第２ＣＰＵ２９
が図２のノック判定区間スタート処理を実行してから図
４のノック判定区間ストップ処理を実行するまでの期間
であって、エンジンのクランク軸がＡＴＤＣ１０°ＣＡ
からＡＴＤＣ９０°ＣＡまでの範囲内にあるノック判定
区間において、図３の２μｓ毎処理を繰り返し実行す
る。そして、第１ＣＰＵ２７は、その２μｓ毎処理を実
行する度に、マルチプレクサ２３からＡ／Ｄ変換器２５
へノックセンサ信号を入力させると共に、そのノックセ
ンサ信号のレベルをＡ／Ｄ変換器２５にＡ／Ｄ変換さ
せ、そのＡ／Ｄ変換値からノックセンサ信号のピーク値
を検出する。尚、このように、ＡＴＤＣ１０°ＣＡから
ＡＴＤＣ９０°ＣＡまでの期間をノック判定区間として
いるのは、その期間中にノックが発生するためである。

【００４０】次に、第１ＣＰＵ２７と第２ＣＰＵ２９と
で実行される処理について、図２〜図４に従い具体的に
説明する。尚、以下の説明において、「ＮＥＸＴＡ
Ｄ」，「ＮＯＷＡＤ」，及び「ＯＬＤＡＤ」の各々は、
ＲＡＭ３３に記憶されるデータのうち、図６に示す如
く、ノックセンサ信号のレベルの２μｓ毎の検出値を最
新のものから順に表すものであり、本実施形態では、ノ
ックセンサ信号のレベルを２μｓ毎にＡ／Ｄ変換した各
Ａ／Ｄ変換値から、ノックセンサ信号の振動中心レベル
である基準値（＝２．５Ｖ）を引いた検出値である（図
３のＳ２４０参照）。そして、「ＮＥＸＴＡＤ」は、第
１ＣＰＵ２７が今回の２μｓ毎処理で検出した値であ
り、「ＮＯＷＡＤ」は、第１ＣＰＵ２７が前回の２μｓ
毎処理で検出した値であり、「ＯＬＤＡＤ」は、第１Ｃ
ＰＵ２７が前々回の２μｓ毎処理で検出した値である。

【００４１】また、「ＤＶＮＥＸＴ」，「ＤＶＮＯ
Ｗ」，及び「ＤＶＯＬＤ」の各々は、ＲＡＭ３３に記憶
されるデータのうち、図６に示す如く、ノックセンサ信
号の２μｓ毎の微分値を最新のものから順に表すもので
ある。そして、「ＤＶＮＥＸＴ」は、「ＮＥＸＴＡＤ」
と「ＮＯＷＡＤ」との差（「ＮＥＸＴＡＤ」−「ＮＯＷ
ＡＤ」）であり、「ＤＶＮＯＷ」は、「ＮＯＷＡＤ」と
「ＯＬＤＡＤ」との差（「ＮＯＷＡＤ」−「ＯＬＤＡ
Ｄ」）であり、「ＤＶＯＬＤ」は、「ＯＬＤＡＤ」とそ
の前の検出値との差である。

【００４２】また更に、「ＮＯＷＭＡＸ」は、第１ＣＰ
Ｕ２７が２μｓ毎処理によってＲＡＭ３３内に更新記憶
するノックセンサ信号の最新のピーク値（本実施形態で
は、ノックセンサ信号の２．５Ｖに対する正方向と負方
向との両方への振れ幅の最新の最大値）を表すものであ
る。

【００４３】まず図２は、第２ＣＰＵ２９がＡＴＤＣ１
０°ＣＡのタイミングで実行するノック判定区間スター
ト処理を表すフローチャートである。図２に示すよう
に、第２ＣＰＵ２９がノック判定区間スタート処理の実
行を開始すると、まずステップ（以下、単に「Ｓ」と記
す）１００にて、ＲＡＭ３３内のデータを初期値に設定
するための初期化処理を行う。尚、この初期化処理によ
り、少なくとも「ＤＶＮＯＷ」，「ＤＶＮＥＸＴ」，
「ＮＯＷＡＤ」，「ＮＥＸＴＡＤ」，及び「ＮＯＷＭＡ
Ｘ」の各値と、後述するカウンタＣＴの値とが、０に初
期化される。

【００４４】そして、第２ＣＰＵ２９は、続くＳ１１０
にて、第１ＣＰＵ２７が２μｓ毎処理を実行するのを許
可した後、当該ノック判定区間スタート処理を終了す
る。すると、以後、第１ＣＰＵ２７は、図３の２μｓ毎
処理を、その名の如く２μｓ毎に繰り返し実行すること
となる。

【００４５】即ち、図３に示すように、第１ＣＰＵ２７
が２μｓ毎処理の実行を開始すると、まずＳ２００に
て、それまでの「ＤＶＮＯＷ」を「ＤＶＯＬＤ」として
記憶し直し、続くＳ２１０にて、それまでの「ＤＶＮＥ
ＸＴ」を「ＤＶＮＯＷ」として記憶し直す。そして更
に、次のＳ２２０にて、それまでの「ＮＯＷＡＤ」を
「ＯＬＤＡＤ」として記憶し直し、続くＳ２３０にて、
それまでの「ＮＥＸＴＡＤ」を「ＮＯＷＡＤ」として記
憶し直す。

【００４６】そして、続くＳ２４０にて、マルチプレク
サ２３に指令を与えてＡ／Ｄ変換器２５へノックセンサ
信号を入力させると共に、そのノックセンサ信号のレベ
ルをＡ／Ｄ変換器２５にＡ／Ｄ変換させ、その今回のＡ
／Ｄ変換値から基準値（＝２．５Ｖ）を引いた値を、
「ＮＥＸＴＡＤ」として記憶する。そして更に、続くＳ
２５０にて、「ＮＥＸＴＡＤ」と「ＮＯＷＡＤ」との差
（＝「ＮＥＸＴＡＤ」−「ＮＯＷＡＤ」）を、「ＤＶＮ
ＥＸＴ」として記憶する。

【００４７】次に、Ｓ２６０にて、「ＤＶＯＬＤ」が０
よりも大きく且つ「ＤＶＮＯＷ」が０よりも小さいか否
かを判定し、肯定判定した場合には（Ｓ２６０：ＹＥ
Ｓ）、続くＳ２７０にて、「ＤＶＮＥＸＴ」が０よりも
大きいか否かを判定する。そして、「ＤＶＮＥＸＴ」が
０より大きくなければ（Ｓ２７０：ＮＯ）、Ｓ２８０に
進んで、「ＤＶＮＥＸＴ」が「ＤＶＮＯＷ」よりも小さ
いか否かを判定し、「ＤＶＮＥＸＴ」が「ＤＶＮＯＷ」
より小さければ（Ｓ２８０：ＹＥＳ）、Ｓ２９０に進
む。

【００４８】そして、このＳ２９０にて、「ＮＯＷＡ
Ｄ」の絶対値（｜ＮＯＷＡＤ｜）が「ＮＯＷＭＡＸ」よ
りも大きいか否かを判定し、「ＮＯＷＡＤ」の絶対値が
「ＮＯＷＭＡＸ」より大きくなければ（Ｓ２９０：Ｎ
Ｏ）、そのまま当該２μｓ毎処理を一旦終了するが、
「ＮＯＷＡＤ」の絶対値が「ＮＯＷＭＡＸ」より大きけ
れば（Ｓ２９０：ＹＥＳ）、Ｓ３００にて、その「ＮＯ
ＷＡＤ」の絶対値を「ＮＯＷＭＡＸ」として記憶し直し
てから、当該２μｓ毎処理を一旦終了する。

【００４９】また、上記Ｓ２６０で否定判定した場合に
は（Ｓ２６０：ＮＯ）、Ｓ３１０に移行して、「ＤＶＯ
ＬＤ」が０よりも小さく且つ「ＤＶＮＯＷ」が０よりも
大きいか否かを判定し、肯定判定した場合には（Ｓ３１
０：ＹＥＳ）、続くＳ３２０にて、「ＤＶＮＥＸＴ」が
０よりも小さいか否かを判定する。そして、「ＤＶＮＥ
ＸＴ」が０より小さくなければ（Ｓ３２０：ＮＯ）、Ｓ
３３０に進んで、「ＤＶＮＥＸＴ」が「ＤＶＮＯＷ」よ
りも大きいか否かを判定し、「ＤＶＮＥＸＴ」が「ＤＶ
ＮＯＷ」より大きければ（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、前述し
たＳ２９０に移行する。

【００５０】そして、「ＮＯＷＡＤ」の絶対値が「ＮＯ
ＷＭＡＸ」より大きければ（Ｓ２９０：ＹＥＳ）、その
「ＮＯＷＡＤ」の絶対値を「ＮＯＷＭＡＸ」として記憶
し直し（Ｓ３００）、その後、当該２μｓ毎処理を一旦
終了する。一方、上記Ｓ２８０で「ＤＶＮＥＸＴ」が
「ＤＶＮＯＷ」より小さくないと判定した場合（Ｓ２８
０：ＮＯ）、或いは、上記Ｓ３１０で否定判定した場合
（Ｓ３１０：ＮＯ）、或いは更に、上記Ｓ３３０で「Ｄ
ＶＮＥＸＴ」が「ＤＶＮＯＷ」より大きくないと判定し
た場合には（Ｓ３３０：ＮＯ）、Ｓ２９０に移行するこ
となく、そのまま当該２μｓ毎処理を一旦終了する。

【００５１】また、上記Ｓ２７０で「ＤＶＮＥＸＴ」が
０より大きいと判定した場合には（Ｓ２７０：ＹＥ
Ｓ）、ノックセンサ信号にノイズが重畳していると判断
して、Ｓ３４０に移行し、ノックセンサ信号にノイズが
重畳していると判定した回数をカウントするためのカウ
ンタＣＴの値を１インクリメントした後、当該２μｓ毎
処理を一旦終了する。また同様に、上記Ｓ３２０で「Ｄ
ＶＮＥＸＴ」が０より小さいと判定した場合にも（Ｓ３
２０：ＹＥＳ）、ノックセンサ信号にノイズが重畳して
いると判断して、Ｓ３５０に移行し、上記カウンタＣＴ
の値を１インクリメントした後、当該２μｓ毎処理を一
旦終了する。

【００５２】次に、図４は、第２ＣＰＵ２９がＡＴＤＣ
９０°ＣＡのタイミングで実行するノック判定区間スト
ップ処理を表すフローチャートである。図４に示すよう
に、第２ＣＰＵ２９がノック判定区間ストップ処理の実
行を開始すると、まずＳ４００にて、第１ＣＰＵ２７が
２μｓ毎処理を実行するのを禁止する。すると、以後、
第１ＣＰＵ２７は、第２ＣＰＵ２９がノック判定区間ス
タート処理のＳ１１０を次に実行するまでの間、図３の
２μｓ毎処理を実行しなくなる。

【００５３】そして、第２ＣＰＵ２９は、続くＳ４１０
にて、第１ＣＰＵ２７による２μｓ毎処理でＲＡＭ３３
内に最終的に記憶された「ＮＯＷＭＡＸ」を読み込み、
続く４２０にて、その読み込んだ「ＮＯＷＭＡＸ」を、
ノック判定区間におけるノックセンサ信号の検出すべき
ピーク値（所謂ピークホールド値）Ｐ／Ｈmax として記
憶する。

【００５４】そして更に、続くＳ４３０にて、上記ピー
ク値Ｐ／Ｈmax が所定のノック判定値（Ｋｏ×Ａｖ）よ
りも大きいか否かを判定し、ピーク値Ｐ／Ｈmax がノッ
ク判定値（Ｋｏ×Ａｖ）より大きければ、Ｓ４４０に進
んで、ノックの発生を示すノック判定フラグをセット
し、逆にピーク値Ｐ／Ｈmax がノック判定値（Ｋｏ×Ａ
ｖ）より大きくなければ、Ｓ４５０に移行して、ノック
判定フラグをリセットする。

【００５５】尚、上記Ｓ４４０の処理によってノック判
定フラグがセットされると、第２ＣＰＵ２９は、前述し
たように、エンジンの点火時期を遅角側に補正する等し
て、ノックの発生を抑制する。また、上記ノック判定値
（Ｋｏ×Ａｖ）を構成する変数のうち、Ｋｏは、任意の
定数であり、Ａｖは、前回のノック判定区間までのピー
ク値Ｐ／Ｈmax の平均値である。

【００５６】そして、上記Ｓ４４０及びＳ４５０のうち
の何れかの処理を行った後、Ｓ４６０に移行して、上記
平均値Ａｖを、下記の式１の如く更新する。つまり、本
実施形態では、平均値Ａｖを、所謂８分の１なましの考
え方で更新している。

【００５７】

【数１】 Ａｖ＝（７×Ａｖ＋Ｐ／Ｈmax ）÷８ …式１ そして最後に、続くＳ４７０にて、第１ＣＰＵ２７によ
る２μｓ毎処理でＲＡＭ３３内に最終的に記憶されたカ
ウンタＣＴの値をチェックし、そのカウンタＣＴの値に
応じてノイズ対策用の処理を行ってから、当該ノック判
定区間ストップ処理を終了する。

【００５８】尚、上記Ｓ４７０では、例えば、カウンタ
ＣＴの値が所定値を越えている場合に、エンジンの点火
時期を最も遅角側に補正するための指示フラグをセット
する、といった処理を行う。そして、この指示フラグが
セットされると、第２ＣＰＵ２９は、図示しない点火時
期制御処理の実行時において、エンジンの点火時期を最
も遅角側に補正する。これは、ノックセンサ信号にノイ
ズが頻繁に重畳したと考えられ、ピーク値Ｐ／Ｈmax が
ノイズの影響を受けた値になっている可能性を否定でき
ないためである。

【００５９】次に、本実施形態におけるピーク値Ｐ／Ｈ
max の検出原理について説明する。まず、一般に、ノッ
クセンサ信号は、図５の上段に示す如く、ほぼＳＩＮ波
であるため、そのノックセンサ信号を１回微分した微分
波形は、図５の下段に示す如く、ほぼＣＯＳ波（余弦
波）となる。

【００６０】そのため、ノックセンサ信号の微分波形の
正負極性は、ノックセンサ信号の極大点と極小点とにお
いて、０を横切り正から負へ或いは負から正へと変化す
る。そして、ノックセンサ信号にノイズが重畳していな
ければ、上記微分波形の正負極性は、ノックセンサ信号
の半周期Ｔ（６ｋＨｚ時：８３μｓ〜１０ｋＨｚ時：５
０μｓ）毎に１回だけ変化することとなる。

【００６１】これに対して、図７の上段に示すように、
ノックセンサ信号にスパイク状のノイズが重畳していれ
ば、図７の下段に示すように、ノックセンサ信号の微分
波形の正負極性は、ノックセンサ信号の半周期Ｔよりも
極めて短い時間内に２回以上変化することとなる。

【００６２】よって、ノックセンサ信号の微分波形の正
負極性が、ある設定時間の間に１回のみ変化したことを
判別して、その正負極性の変化時におけるノックセンサ
信号のレベルを、ノイズではない真の極大点或いは極小
点のレベルと見なすようにすれば、上記設定時間よりも
短いパルス幅のノイズによる偽りの極大点或いは極小点
のレベルと、ノックセンサ信号の真の極大点或いは極小
点のレベルとを、区別することができる。

【００６３】そこで、本実施形態の第１ＣＰＵ２７で実
行される図３の２μｓ毎処理においては、ノックセンサ
信号のレベルを２μｓ毎にＡ／Ｄ変換して、そのＡ／Ｄ
変換値から振動中心レベルである基準値を引いた値を、
ノックセンサ信号のレベルの２μｓ毎の検出値とし（Ｓ
２４０）、更に、その２μｓ毎の検出値のうちで、最新
のものから連続する３個分（「ＮＥＸＴＡＤ」，「ＮＯ
ＷＡＤ」，「ＯＬＤＡＤ」）を保持するようにしている
（Ｓ２２０，Ｓ２３０）。

【００６４】また、今回の検出値（「ＮＥＸＴＡＤ」）
と前回の検出値（「ＮＯＷＡＤ」）との差を、ノックセ
ンサ信号の２μｓ毎の微分値として順次算出し（Ｓ２５
０）、更に、その２μｓ毎の微分値のうちで、最新のも
のから連続する３個分（「ＤＶＮＥＸＴ」，「ＤＶＮＯ
Ｗ」，「ＤＶＯＬＤ」）を保持するようにしている（Ｓ
２００，Ｓ２１０）。

【００６５】そして、図３の２μｓ毎処理においては、
Ｓ２６０，Ｓ２７０，及びＳ２８０の判定処理により、
下記の式２の関係が成立しているか否かを判定してい
る。

【００６６】

【数２】「DVOLD」＞0＞「DVNOW」＞「DVNEXT」 …式２ 即ち、Ｓ２６０，Ｓ２７０，及びＳ２８０の判定処理で
は、連続する３つの微分値（「ＤＶＯＬＤ」，「ＤＶＮ
ＯＷ」，「ＤＶＮＥＸＴ」）が減少方向に変化してお
り、且つ、その３つの微分値からなる微分値群の中に正
負極性の異なる微分値がある（本実施形態では、「ＤＶ
ＯＬＤ」の正負極性と「ＤＶＮＯＷ」及び「ＤＶＮＥＸ
Ｔ」の正負極性とが異なっている）か否かを判定してい
る。

【００６７】そして、上記Ｓ２６０〜Ｓ２８０の判定処
理によって肯定判定された場合（Ｓ２６０：ＹＥＳ，Ｓ
２７０：ＮＯ，及びＳ２８０：ＹＥＳ）には、３回のサ
ンプリング回数に相当する設定時間（本実施形態では３
×２μ＝６μｓ）の間に、ノックセンサ信号の微分波形
の正負極性が正から負へ１回のみ変化したことになるた
め、その判定時における３つの微分値（「ＤＶＯＬ
Ｄ」，「ＤＶＮＯＷ」，「ＤＶＮＥＸＴ」）のうちで、
正負極性が変化した直後の微分値（「ＤＶＮＯＷ」）に
対応する２つの検出値（「ＯＬＤＡＤ」と「ＮＯＷＡ
Ｄ」）の一方（本実施形態では「ＮＯＷＡＤ」）を、微
分波形の正負極性の変化時におけるノックセンサ信号の
レベルであってノックセンサ信号のノイズではない真の
極大点のレベルと見なしている。そして更に、その真の
極大点のレベルと見なした「ＮＯＷＡＤ」の絶対値を仮
のピーク値とし、それが前回までのピーク値「ＮＯＷＭ
ＡＸ」よりも大きければ（Ｓ２９０：ＹＥＳ）、その
「ＮＯＷＡＤ」の絶対値を最新のピーク値「ＮＯＷＭＡ
Ｘ」として更新記憶するようにしている（Ｓ３００）。
また、図３の２μｓ毎処理においては、Ｓ３１０，Ｓ３
２０，及びＳ３３０の判定処理により、下記の式３の関
係が成立しているか否かを判定している。

【００６８】

【数３】「DVOLD」＜0＜「DVNOW」＜「DVNEXT」 …式３ 即ち、Ｓ３１０，Ｓ３２０，及びＳ３３０の判定処理で
は、連続する３つの微分値（「ＤＶＯＬＤ」，「ＤＶＮ
ＯＷ」，「ＤＶＮＥＸＴ」）が増加方向に変化してお
り、且つ、その３つの微分値からなる微分値群の中に正
負極性の異なる微分値がある（本実施形態では、「ＤＶ
ＯＬＤ」の正負極性と「ＤＶＮＯＷ」及び「ＤＶＮＥＸ
Ｔ」の正負極性とが異なっている）か否かを判定してい
る。

【００６９】そして、上記Ｓ３１０〜Ｓ３３０の判定処
理によって肯定判定された場合（Ｓ３１０：ＹＥＳ，Ｓ
３２０：ＮＯ，及びＳ３３０：ＹＥＳ）には、３回のサ
ンプリング回数に相当する設定時間（６μｓ）の間に、
ノックセンサ信号の微分波形の正負極性が負から正へ１
回のみ変化したことになるため、その判定時における３
つの微分値（「ＤＶＯＬＤ」，「ＤＶＮＯＷ」，「ＤＶ
ＮＥＸＴ」）のうちで、正負極性が変化した直後の微分
値（「ＤＶＮＯＷ」）に対応する２つの検出値（「ＯＬ
ＤＡＤ」と「ＮＯＷＡＤ」）の一方（本実施形態では
「ＮＯＷＡＤ」）を、微分波形の正負極性の変化時にお
けるノックセンサ信号のレベルであってノックセンサ信
号のノイズではない真の極小点のレベルと見なしてい
る。そして更に、この場合にも、前述のＳ２６０〜Ｓ２
８０の判定処理によって肯定判定された場合と同様に、
真の極小点のレベルと見なした「ＮＯＷＡＤ」の絶対値
を仮のピーク値とし、それが前回までのピーク値「ＮＯ
ＷＭＡＸ」よりも大きければ（Ｓ２９０：ＹＥＳ）、そ
の「ＮＯＷＡＤ」の絶対値を最新のピーク値「ＮＯＷＭ
ＡＸ」として更新記憶するようにしている（Ｓ３０
０）。

【００７０】つまり、図７におけるＰ１の部分を拡大し
て表す図８（ａ）に示すように、ノックセンサ信号の真
の極大点では、上記式２の関係が成立し、連続する３つ
の微分値（「ＤＶＯＬＤ」，「ＤＶＮＯＷ」，「ＤＶＮ
ＥＸＴ」）が減少方向に変化すると共に、その３つの微
分値からなる微分値群の中に正負極性の異なる微分値が
存在することとなる。また、図７におけるＰ２の部分を
拡大して表す図８（ｂ）に示すように、ノックセンサ信
号の真の極小点では、上記式３の関係が成立し、連続す
る３つの微分値（「ＤＶＯＬＤ」，「ＤＶＮＯＷ」，
「ＤＶＮＥＸＴ」）が増加方向に変化すると共に、その
３つの微分値からなる微分値群の中に正負極性の異なる
微分値が存在することとなる。

【００７１】これに対して、ノックセンサ信号に４μ程
度のパルス幅を有するノイズが重畳した場合には、図７
におけるＰ３の部分を拡大して表す図８（ｃ）、或い
は、図７におけるＰ４の部分を拡大して表す図８（ｄ）
に示すように、連続する３つの微分値（「ＤＶＯＬ
Ｄ」，「ＤＶＮＯＷ」，「ＤＶＮＥＸＴ」）が一定方向
に変化せず、下記の式４或いは式５の関係が成立するこ
ととなる。

【００７２】

【数４】「 DVOLD」＞0＞「DVNOW」，且つ，「DVNEXT」＞0 …式４

【００７３】

【数５】「 DVOLD」＜0＜「DVNOW」，且つ，「DVNEXT」＜0 …式５ そこで、本実施形態のＥＣＵ１では、上記式２と式３と
の何れか一方の関係が成立した場合（Ｓ２８０：ＹＥＳ
或いはＳ３３０：ＹＥＳ）にのみ、その時の「ＮＯＷＡ
Ｄ」の絶対値と前回までのピーク値「ＮＯＷＭＡＸ」と
を比較して、最新のピーク値「ＮＯＷＭＡＸ」を更新す
るようにしている（Ｓ２９０，Ｓ３００）。そして、ノ
ック判定区間の終了時における「ＮＯＷＭＡＸ」を、検
出すべきピーク値Ｐ／Ｈmax としている（Ｓ４２０）。

【００７４】このようなＥＣＵ１によれば、従来技術の
如き上下限判定値を設定しなくても、ノックセンサ信号
の最大レベル或いは最小レベルを、ノイズに影響される
ことなく且つ容易に、ピーク値Ｐ／Ｈmax として検出す
ることができる。そして、ノイズに影響されることなく
ノックセンサ信号のピーク値検出を行うことができるた
め、エンジンのノックの有無を正確に判定できるように
なる。

【００７５】一方更に、本実施形態の第１ＣＰＵ２７で
実行される図３の２μｓ毎処理においては、Ｓ２６０及
びＳ２７０の判定処理により、上記式４の関係が成立し
ているか否かを判定し、また、Ｓ３１０及びＳ３２０の
判定処理により、上記式５の関係が成立しているか否か
を判定している。

【００７６】そして、上記Ｓ２６０及びＳ２７０の判定
処理によって式４の関係が成立していると判定した場合
（Ｓ２６０：ＹＥＳ及びＳ２７０：ＹＥＳ）、或いは、
上記Ｓ３１０及びＳ３２０の判定処理によって式５の関
係が成立していると判定した場合（Ｓ３１０：ＹＥＳ及
びＳ３２０：ＹＥＳ）には、ノックセンサ信号にノイズ
が重畳していると判断して、カウンタＣＴの値をインク
リメントするようにしている（Ｓ３４０，Ｓ３５０）。

【００７７】つまり、本実施形態のＥＣＵ１では、連続
する３つの微分値（「ＤＶＯＬＤ」，「ＤＶＮＯＷ」，
「ＤＶＮＥＸＴ」）の正負極性が、正→負→正、或い
は、負→正→負、といった具合に２回変化している場合
であって、図３のＳ２５０で順次算出される微分値の正
負極性が、３回のサンプリング回数内に２回変化した場
合に、ノックセンサ信号にノイズが重畳していると判定
して、カウンタＣＴの値を増加させるようにしている。
このため、ノイズの発生状況を的確に監視して、図４の
Ｓ４７０について説明したようなノイズによる悪影響を
防ぐための様々な処理を行うことができ、有利である。

【００７８】尚、本第１実施形態では、図３に示した各
ステップのうちで、Ｓ２４０の処理が、サンプリング手
段に相当し、Ｓ２５０の処理が、微分手段に相当してい
る。そして、Ｓ２６０，Ｓ２７０，及びＳ２８０の処理
とＳ３１０，Ｓ３２０，及びＳ３３０の処理とが、判定
手段に相当し、Ｓ２９０及びＳ３００の処理が、ピーク
値検出手段に相当している。また、Ｓ２６０及びＳ２７
０の処理とＳ３１０及びＳ３２０の処理とが、ノイズ判
定手段に相当している。

【００７９】［第２実施形態］次に、第２実施形態のＥ
ＣＵについて説明する。本第２実施形態のＥＣＵは、前
述した第１実施形態のＥＣＵ１に対して、下記の
（Ａ），（Ｂ）の２点が異なっている。

【００８０】（Ａ）まず、第２ＣＰＵ２９は、図２のノ
ック判定区間スタート処理のＳ１００にて、ＲＡＭ３３
内の「ＯＬＤＡＤ」の値も０に初期化する。そして更
に、このＳ１００にて、ＲＡＭ３３内に設定されている
時刻記憶領域ＴＩＭＥに、その時の現在時刻を初期値と
してセットすると共に、ＲＡＭ３３内に設定されている
半周期計測領域ＴＭに、ノックセンサ信号の通常の半周
期に相当する時間を初期値としてセットする。

【００８１】尚、現在時刻は、実際には、マイコン３５
内において所定の動作クロックにより常時カウントアッ
プされている周知のフリーランニングカウンタ（図示省
略）のカウント値である。また、半周期計測領域ＴＭに
セットされる初期値は、実際には、ノックセンサ信号の
通常の半周期の時間（例えば約８ｋＨｚに相当する６０
μｓ）を、上記動作クロックの周期で割った値である。

【００８２】（Ｂ）そして、第１ＣＰＵ２７は、図３の
２μｓ毎処理に代えて、図９に示す２μｓ毎処理を実行
する。そこで以下、第２実施形態のＥＣＵにて第１ＣＰ
Ｕ２７が実行する２μｓ処理について、図９に従い説明
する。

【００８３】尚、図９の２μｓ毎処理では、図３の２μ
ｓ毎処理に対して、Ｓ５００〜Ｓ５６０の処理が追加さ
れている。そして、図９において、図３と同じ処理につ
いては、同一のステップ番号を付しているため、詳細な
説明は省略する。また、図９における「ＷＯＬＤＡＤ」
は、「ＯＬＤＡＤ」よりも更に１回前の検出値（即ち、
ノックセンサ信号のレベルを前前々回にＡ／Ｄ変換した
Ａ／Ｄ変換値から基準値を引いた検出値）である。

【００８４】まず、第２実施形態の２μｓ毎処理では、
Ｓ２１０の処理を行った後、Ｓ５００に進んで、それま
での「ＯＬＤＡＤ」を「ＷＯＬＤＡＤ」として記憶し、
その後、Ｓ２２０へ進む。つまり、本第２実施形態で
は、ノックセンサ信号のレベルの２μｓ毎の検出値を、
最新のものから順に４つ保持するようにしている。

【００８５】そして、Ｓ２２０〜Ｓ２５０の処理を行っ
た後、Ｓ５１０に進んで、下記の式６の関係が成立して
いるか否かを判定する。

【００８６】

【数６】「 WOLDAD」＜「OLDAD」＜0＜「NOWAD」＜「NEXTAD」 …式６ つまり、図１０におけるＰ５の部分を拡大して表す図１
１（ａ）に示すように、ノックセンサ信のレベルが、振
動中心レベルである基準値よりも小さい負側から上記基
準値よりも大きい正側へと変化して、その基準値を負側
から正側へ横切ったゼロクロス点では、上記式６の関係
が成立する。そこで、Ｓ５１０では、連続する４つの検
出値（「ＷＯＬＤＡＤ」，「ＯＬＤＡＤ」，「ＮＯＷＡ
Ｄ」，「ＮＥＸＴＡＤ」）が式６の関係を満たす変化状
態にあるか否かを判定することで、ノックセンサ信号の
レベルが基準値を負側から正側へ横切ったか否かを判定
している。

【００８７】そして、上記Ｓ５１０で式６の関係が成立
していると判定した場合には、Ｓ５２０に進んで、その
時の現在時刻から時刻記憶領域ＴＩＭＥに記憶されてい
る時刻を引き、その引いた時間（現在時刻−ＴＩＭＥ）
を、ノックセンサ信号の半周期の計測値として半周期計
測領域ＴＭに記憶する。そして更に、続くＳ５３０に
て、その時の現在時刻を時刻記憶領域ＴＩＭＥに更新記
憶し、その後、当該２μｓ毎処理を一旦終了する。

【００８８】また、上記Ｓ５１０で式６の関係が成立し
ていないと判定した場合には、Ｓ５４０に進んで、今度
は下記の式７の関係が成立しているか否かを判定する。

【００８９】

【数７】「 WOLDAD」＞「OLDAD」＞0＞「NOWAD」＞「NEXTAD」 …式７ つまり、図１０におけるＰ６の部分を拡大して表す図１
１（ｂ）に示すように、ノックセンサ信のレベルが、振
動中心レベルである基準値よりも大きい正側から上記基
準値よりも小さい負側へと変化して、その基準値を正側
から負側へ横切ったゼロクロス点では、上記式７の関係
が成立する。そこで、Ｓ５４０では、連続する４つの検
出値（「ＷＯＬＤＡＤ」，「ＯＬＤＡＤ」，「ＮＯＷＡ
Ｄ」，「ＮＥＸＴＡＤ」）が式７の関係を満たす変化状
態にあるか否かを判定することで、ノックセンサ信号の
レベルが基準値を正側から負側へ横切ったか否かを判定
している。

【００９０】そして、上記Ｓ５４０で式７の関係が成立
していると判定した場合にも、前述したＳ５２０に進ん
で、その時の現在時刻から時刻記憶領域ＴＩＭＥに記憶
されている時刻を引き、その引いた時間（現在時刻−Ｔ
ＩＭＥ）を、ノックセンサ信号の半周期の計測値として
半周期計測領域ＴＭに記憶する。そして更に、続くＳ５
３０にて、その時の現在時刻を時刻記憶領域ＴＩＭＥに
更新記憶してから、当該２μｓ毎処理を一旦終了する。

【００９１】このため、半周期計測領域ＴＭには、上記
Ｓ５１０とＳ５４０とによりノックセンサ信号のレベル
が基準値を横切ったと判定された時点の時間間隔が、ノ
ックセンサ信号の半周期の計測値として記憶されること
となる。また、時刻記憶領域ＴＩＭＥには、上記Ｓ５１
０とＳ５４０とによりノックセンサ信号のレベルが基準
値を横切ったと判定された時点の時刻が、記憶されるこ
ととなる。

【００９２】一方、上記Ｓ５４０で式７の関係が成立し
ていないと判定した場合、即ち、ノックセンサ信号のレ
ベルが基準値を横切っていない場合には、Ｓ５５０へ進
んで、その時の現在時刻から時刻記憶領域ＴＩＭＥに記
憶されている時刻を引き、その引いた時間（現在時刻−
ＴＩＭＥ）を、ノックセンサ信号のレベルが基準値を横
切った時点からの経過時間ＷＫとしてＲＡＭ３３に記憶
する。

【００９３】次に、続くＳ５６０にて、上記Ｓ５５０で
記憶した経過時間ＷＫが、半周期計測領域ＴＭに記憶さ
れている計測値の半分の時間（即ち、ノックセンサ信号
の４分の１周期）よりも所定時間Ｔ１だけ短い時間（Ｔ
Ｍ／２−Ｔ１）から、上記計測値の半分の時間よりも所
定時間Ｔ２だけ長い時間（ＴＭ／２＋Ｔ２）までの時間
範囲内にあるか否かを判定する。

【００９４】尚、所定時間Ｔ１，Ｔ２は、ノックセンサ
信号の最小の４分の１半周期（１０ｋＨｚ時：２５μ
ｓ）よりも短い時間であり、例えば１５μｓ程度に設定
されている。また、その両時間Ｔ１，Ｔ２は、同じ値で
あっても良いし、異なる値であっても良い。

【００９５】そして、上記Ｓ５６０で肯定判定した場合
（Ｓ５６０：ＹＥＳ）には、Ｓ２６０へ移行して、第１
実施形態の場合と同様にＳ２６０〜Ｓ３５０の何れかの
処理を行ってから、当該２μｓ毎処理を一旦終了する。
これに対して、上記Ｓ５６０で否定判定した場合（Ｓ５
６０：ＮＯ）には、そのまま何もせずに当該２μｓ毎処
理を一旦終了する。

【００９６】つまり、本第２実施形態では、ノックセン
サ信号のレベルが、基準値を横切ってから４分の１周期
が経過した時点で極大或いは極小になる点に着目してお
り、そのため、Ｓ５１０とＳ５４０の処理により、ノッ
クセンサ信号のレベルが基準値を横切った時点を検出
し、更にＳ５２０とＳ５３０の処理により、ノックセン
サ信号のレベルが基準値を横切った時点の時間間隔を、
ノックセンサ信号の半周期の計測値として半周期計測領
域ＴＭに記憶するようにしている。

【００９７】そして、Ｓ５５０とＳ５６０の処理を行う
ことで、図１０に示すように、Ｓ５１０とＳ５４０の処
理によりノックセンサ信号のレベルが基準値を横切った
と判定された時点を基準にして、半周期計測領域ＴＭに
記憶されている半周期の計測値の半分の時間よりも所定
時間Ｔ１だけ短い時間（ＴＭ／２−Ｔ１）が経過した時
から、上記計測値の半分の時間よりも所定時間Ｔ２だけ
長い時間（ＴＭ／２＋Ｔ２）が経過するまでの間の時間
領域だけを、ピーク値「ＮＯＷＭＡＸ」を更新するため
のＳ２６０〜Ｓ３３０の処理を行う処理区間としてい
る。

【００９８】以上のような本第２実施形態のＥＣＵで
は、ノックセンサ信号のレベルが極大或いは極小になる
時点を含むと見なされる時間領域の間のみ、ピーク値
「ＮＯＷＭＡＸ」を更新するための処理が行われること
となるため、ピーク値検出に対するノイズの影響を一層
確実に除去することができる。

【００９９】また、本第２実施形態によれば、ノックセ
ンサ信号の半周期を逐次計測しているため、ノックセン
サ信号の周期が変化しても最適な処理区間を設定するこ
とができる。尚、本第２実施形態では、Ｓ５１０〜Ｓ５
６０の処理が、検出動作制限手段に相当している。そし
て、その中で、Ｓ５１０及びＳ５４０の処理が、ゼロク
ロス時点検出手段に相当しており、Ｓ５２０及び５３０
の処理が、半周期検出手段に相当している。

【０１００】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものでは
なく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。 （１）例えば、図３及び図９のＳ２９０及びＳ３００で
は、「ＮＯＷＡＤ」の代わりに「ＯＬＤＡＤ」を用い
て、ピーク値「ＮＯＷＭＡＸ」を更新するようにしても
良い。尚、このことは、以下に説明する他の変形例につ
いても同様である。

【０１０１】具体的には、Ｓ２９０にて、「ＯＬＤＡ
Ｄ」の絶対値とそれまでのピーク値「ＮＯＷＭＡＸ」と
を比較し、「ＯＬＤＡＤ」の絶対値の方が大きければ、
Ｓ３００にて、その「ＯＬＤＡＤ」の絶対値を最新のピ
ーク値「ＮＯＷＭＡＸ」として更新記憶するようにして
も良い。

【０１０２】（２）また、図３及び図９の２μｓ毎処理
において、Ｓ２４０では、今回のＡ／Ｄ変換値を、その
まま「ＮＥＸＴＡＤ」として記憶するようにしても良
い。そして、この場合には、「ＯＬＤＡＤ」，「ＮＯＷ
ＡＤ」，及び「ＮＥＸＴＡＤ」の各々が、ノックセンサ
信号のレベルの検出値をそのまま表すこととなるため、
Ｓ２９０では、「ＮＯＷＡＤ」から基準値（＝２．５
Ｖ）を引いた値の絶対値（｜「ＮＯＷＡＤ」−基準値
｜）と、それまでのピーク値「ＮＯＷＭＡＸ」とを比較
し、前者の方が大きければ、Ｓ３００にて、その「ＮＯ
ＷＡＤ」から基準値を引いた値の絶対値（｜「ＮＯＷＡ
Ｄ」−基準値｜）を、最新のピーク値「ＮＯＷＭＡＸ」
として更新記憶すれば良い。

【０１０３】（３）一方、上記各実施形態では、ノック
センサ信号の最大レベルと最小レベルとのうちで振動中
心レベルから最も離れているレベルを、そのノックセン
サ信号のピーク値Ｐ／Ｈmax として検出するものであ
り、具体的には、ノックセンサ信号の基準値に対する正
方向と負方向との両方への振れ幅の最大値を、ピーク値
Ｐ／Ｈmax として検出するものであった。

【０１０４】これに対し、図３及び図９の２μｓ毎処理
において、Ｓ２９０では、「ＮＯＷＡＤ」の絶対値では
なく、「ＮＯＷＡＤ」のそのままの値と、それまでのピ
ーク値「ＮＯＷＭＡＸ」とを比較し、前者の方が大きい
場合に、その「ＮＯＷＡＤ」の値を最新のピーク値「Ｎ
ＯＷＭＡＸ」として更新記憶するようにしても良い。

【０１０５】そして、このようにすれば、ノックセンサ
信号の最大レベル（即ち、ノックセンサ信号の各極大点
のレベルのうちで最大のレベル）を、ピーク値Ｐ／Ｈma
x として検出するように変更することができる。尚、こ
の場合には、図３及び図９のＳ２４０にて、今回のＡ／
Ｄ変換値を、そのまま「ＮＥＸＴＡＤ」として記憶する
ようにしても良い。また、このようにノックセンサ信号
の最大レベルをピーク値Ｐ／Ｈmax として検出する場合
には、ノックセンサ信号の極大点だけを判別すれば良い
ため、極小点を判別するためのＳ３１０，Ｓ３２０，Ｓ
３３０，及びＳ３５０の処理は削除しても良い。

【０１０６】（４）また逆に、図３及び図９の２μｓ毎
処理において、Ｓ２９０では、「ＮＯＷＡＤ」のそのま
まの値と、それまでのピーク値「ＮＯＷＭＡＸ」とを比
較し、前者の方が小さい場合に、その「ＮＯＷＡＤ」の
値を最新のピーク値「ＮＯＷＭＡＸ」として更新記憶す
るようにしても良い。

【０１０７】そして、このようにすれば、ノックセンサ
信号の最小レベル（即ち、ノックセンサ信号の各極小点
のレベルのうちで最小のレベル）を、ピーク値Ｐ／Ｈma
x として検出するように変更することができる。尚、こ
の場合にも、上記（３）の場合と同様に、図３及び図９
のＳ２４０にて、今回のＡ／Ｄ変換値を、そのまま「Ｎ
ＥＸＴＡＤ」として記憶するようにしても良い。また、
このようにノックセンサ信号の最小レベルをピーク値Ｐ
／Ｈmaxとして検出する場合には、ノックセンサ信号の
極小点だけを判別すれば良いため、極大点を判別するた
めのＳ２６０，Ｓ２７０，Ｓ２８０，及びＳ３４０の処
理は削除しても良い。

【０１０８】（５）一方更に、図３及び図９の２μｓ毎
処理において、Ｓ２６０とＳ３１０との両方で否定判定
した場合（Ｓ２６０：ＮＯ及びＳ３１０：ＮＯ）に、そ
のまま当該２μｓ毎処理を終了するのではなく、Ｓ２９
０へ移行するようにしても良い。

【０１０９】（６）ところで、上記各実施形態では、連
続する３つの微分値（「ＤＶＯＬＤ」，「ＤＶＮＯ
Ｗ」，「ＤＶＮＥＸＴ」）を用いたが、連続する４つ以
上の微分値からノックセンサ信号のノイズではない真の
極大点或いは極小点を見つけるようにしても良い。

【０１１０】例えば、連続する４つの微分値を用いる場
合には、まず、図３及び図９におけるＳ２００の前に、
それまでの「ＤＶＯＬＤ」を「ＤＶＷＯＬＤ」として記
憶する処理を追加すれば、その「ＤＶＷＯＬＤ」を、
「ＤＶＯＬＤ」よりも１回前の微分値として保持するこ
とができる。そして、図３及び図９におけるＳ２６０〜
Ｓ２８０及びＳ３１０〜Ｓ３３０の処理では、下記の式
８或いは式９の関係が成立しているか否かを判定し、式
８或いは式９の関係が成立していれば、Ｓ２９０へ移行
すれば良い。

【０１１１】

【数８】「 DVWOLD」＞「DVOLD」＞0＞「DVNOW」＞「DVNEXT」 …式８

【０１１２】

【数９】「 DVWOLD」＜「DVOLD」＜0＜「DVNOW」＜「DVNEXT」 …式９ そして、このように処理に用いる微分値の数を増やせ
ば、ノックセンサ信号の真の極大点或いは極小点とノイ
ズによる偽りの極大点或いは極小点とを、より確実に区
別することができる。また、３つよりも多くの微分値を
用いる場合には、その並びのうちの２箇所以上におい
て、微分値の正負極性が変化している場合に、ノイズが
重畳していると判定すれば良い。

【０１１３】（７）一方、上記各実施形態では、エンジ
ンにノックセンサ３が１つだけ取り付けられている場合
について説明したが、Ｖ型エンジンのようにノックセン
サ３が複数個取り付けられる場合には、その各ノックセ
ンサについて、前述した処理を行うようにすれば良い。

【０１１４】（８）また、上記各実施形態では、ノック
センサ３が、エンジンのシリンダブロックに装着される
振動型のセンサであったが、本発明は、内燃機関のシリ
ンダ内に流れるイオン電流に応じた振動波を出力するノ
ックセンサについても、同様に適用することができる。

【０１１５】（９）また更に、上記各実施形態のＥＣＵ
は、ノックセンサ３からのセンサ信号を検出対象とする
ものであったが、本発明は、振動波であるセンサ信号の
最大レベル或いは最小レベルをピーク値として検出する
あらゆる装置に対して、同様に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態の電子制御装置（ＥＣＵ）の構成を
表すブロック図である。

【図２】 第２ＣＰＵで実行されるノック判定区間スタ
ート処理を表すフローチャートである。

【図３】 第１ＣＰＵで実行される２μｓ毎処理を表す
フローチャートである。

【図４】 第２ＣＰＵで実行されるノック判定区間スト
ップ処理を表すフローチャートである。

【図５】 ノックセンサから出力されるノックセンサ信
号及びその微分波形を説明する説明図である。

【図６】 図３の２μｓ処理で扱われるデータを説明す
る説明図である。

【図７】 ノックセンサ信号にノイズが重畳した場合
の、その微分波形を説明する説明図である。

【図８】 図７の一部を拡大して表す説明図である。

【図９】 第１ＣＰＵで実行される第２実施形態の２μ
ｓ毎処理を表すフローチャートである。

【図１０】 図９の２μｓ毎処理の作用を説明する説明
図である。

【図１１】 図１０の一部を拡大して表す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…電子制御装置（ＥＣＵ） ３…ノックセンサ
５…帯域通過フィルタ ７…回転角センサ １１…入力回路 ２３…マルチ
プレクサ ２５…Ａ／Ｄ変換器 ２７…第１ＣＰＵ ２９…第
２ＣＰＵ ３１…ＲＯＭ ３３…ＲＡＭ ３５…マイクロコン
ピュータ（マイコン）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサから振動波として出力されるセン
   サ信号を入力し、該センサ信号の最大レベル或いは最小
   レベルを、前記センサ信号のピーク値として検出するセ
   ンサ信号のピーク値検出方法であって、 前記センサ信号を微分し、その微分波形から、前記セン
   サ信号の極大点或いは極小点と前記センサ信号に重畳し
   たノイズとを区別して、その区別したセンサ信号の極大
   点或いは極小点のレベルから前記ピーク値を検出するこ
   と、 を特徴とするセンサ信号のピーク値検出方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のセンサ信号のピーク値
   検出方法において、 前記センサ信号の微分波形の正負極性が、予め定められ
   た設定時間の間に１回のみ変化した場合に、その正負極
   性の変化時における前記センサ信号のレベルを仮のピー
   ク値とし、それが前回までのピーク値を越えていれば、
   その仮のピークを最新のピーク値として更新すること、 を特徴とするセンサ信号のピーク値検出方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のセンサ信
   号のピーク値検出方法において、 前記センサは、内燃機関に発生するノックを検出するた
   めのノックセンサであること、 を特徴とするセンサ信号のピーク値検出方法。
4. 【請求項４】 センサから振動波として出力されるセン
   サ信号を入力し、該センサ信号の最大レベル或いは最小
   レベルを、前記センサ信号のピーク値として検出するセ
   ンサ信号処理装置であって、 前記センサ信号のレベルを一定時間毎に検出するサンプ
   リング手段と、 該サンプリング手段による今回の検出値と前回の検出値
   との差を、前記センサ信号の前記一定時間毎の微分値と
   して順次算出する微分手段と、 該微分手段により連続して算出された少なくとも３つ以
   上の微分値が一定方向に変化しており、且つ、その３つ
   以上の微分値からなる微分値群の中に正負極性の異なる
   微分値があるか否かを判定する判定手段と、 該判定手段により肯定判定されると、その肯定判定され
   た前記微分値群をなす微分値のうちで、正負極性が変化
   した直後の微分値に対応する２つの検出値の何れか一方
   を仮のピーク値とし、それが前回までのピーク値を越え
   ていれば、その仮のピーク値を最新のピーク値として更
   新記憶するピーク値検出手段と、 を備えていることを特徴とするセンサ信号処理装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のセンサ信号処理装置に
   おいて、 前記センサ信号のレベルが極大或いは極小になる時点を
   含むと見なされる時間領域を設定し、その設定した時間
   領域の間のみ、前記判定手段と前記ピーク値検出手段を
   作動させる検出動作制限手段を備えたこと、 を特徴とするセンサ信号処理装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のセンサ信号処理装置に
   おいて、 前記検出動作制限手段は、 前記サンプリング手段による検出値の変化状態から、前
   記センサ信号のレベルが該センサ信号の振動中心レベル
   を横切った時点を検出するゼロクロス時点検出手段と、
   該ゼロクロス時点検出手段により検出される時点の時間
   間隔を、前記センサ信号の半周期として検出する半周期
   検出手段とを備えており、前記ゼロクロス時点検出手段
   により検出された時点を基準にして、前記半周期検出手
   段により検出された半周期の半分の時間よりも所定時間
   だけ短い時間が経過した時から、前記半周期の半分の時
   間よりも所定時間だけ長い時間が経過するまでの間を、
   前記時間領域として設定すること、 を特徴とするセンサ信号処理装置。
7. 【請求項７】 請求項４ないし請求項６の何れかに記載
   のセンサ信号処理装置において、 前記微分手段により算出された微分値の正負極性が、所
   定サンプリング回数以内に２回以上変化した場合に、前
   記センサ信号にノイズが重畳していると判定するノイズ
   判定手段を備えていること、 を特徴とするセンサ信号処理装置。
8. 【請求項８】 請求項４ないし請求項７の何れかに記載
   のセンサ信号処理装置において、 前記センサは、内燃機関に発生するノックを検出するた
   めのノックセンサであること、 を特徴とするセンサ信号処理装置。