JPH11315752A - 内燃機関用制御信号処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の運転状態にかかわらずゲート区間
全域で連続した周波数解析の実行によりノック判定処理
の信頼性を向上すること。 【解決手段】 ノックセンサ１，２で検出されるノック
信号Ｓ１，Ｓ２波形からゲート区間内の波形が取込ま
れ、Ａ／Ｄ変換器２２にて所定のタイミング毎にＡ／Ｄ
変換される。このたＡ／Ｄ変換値を用いＥＣＵ１０内の
ＤＳＰ２０にてＦＦＴアルゴリズムを用いて周波数解析
を行うときの演算ポイント数が内燃機関の機関回転数に
応じて変更され、複数の周波数成分におけるスペクトル
強度が求められる。これにより、内燃機関の運転状態に
かかわらず適切な演算ポイント数の設定による周波数解
析が実行でき、低回転域での制御性は勿論、高回転域で
の制御性をも無理なく確保しつつ、ゲート区間全域で連
続した周波数解析が可能となり、ノック判定処理におけ
る信頼性が向上される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関で発生さ
れたノック信号に基づき各種制御のための信号処理を実
施する内燃機関用制御信号処理システムに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関で発生されたノック信号
波形を信号処理するため、そのノック信号波形を取込む
ゲート区間は高回転中では短く、低回転中では長いこと
から同じ回数によるＦＦＴ演算処理を実行することは無
理であった。これに対処する先行技術文献として、特開
平６−２６０８号公報にて開示されたものが知られてい
る。このものでは、ノック信号波形を取込むためのゲー
ト区間（ノック判定区間）を幾つかの区間に分割し、内
燃機関の高回転中は少ない回数によるＦＦＴ演算処理、
低回転中は多くの回数によるＦＦＴ演算処理を行い、そ
れぞれの処理結果を最終的につなぎ合わせて最終的なＦ
ＦＴ周波数解析結果を得る技術が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のもの
では、ゲート区間が分割された切れ目のＦＦＴ周波数解
析結果に誤差を生ずるためノック判定の際に誤判定して
しまうという不具合があった。このため、最も低回転時
におけるゲート区間（時間）に合わせることも考えられ
るが、低回転中における多くのＦＦＴ演算処理には長い
計算時間が必要であり、高回転中では十分な計算速度が
確保できないという不具合が生じることとなる。

【０００４】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、内燃機関の低回転域から高回
転域までの制御性を確保しつつゲート区間全域で連続し
た周波数解析が可能な内燃機関用制御信号処理システム
の提供を課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の内燃機関用制
御信号処理システムによれば、ノック検出手段で検出さ
れるノック信号波形から波形取込手段で所定区間の波形
が取込まれ、演算処理手段によって所定のタイミング毎
にＡ／Ｄ変換されたＡ／Ｄ変換値を用いフーリエ変換に
よる周波数解析を行うときの演算ポイント数が内燃機関
の運転状態に応じて変更され、複数の周波数成分におけ
るスペクトル強度が求めらる。これにより、内燃機関の
運転状態に見合った適切な演算ポイント数が設定された
周波数解析が実行でき、その周波数解析結果にはノック
の発生かノイズの重畳であるかの特徴が的確に現れるた
め、運転状態判定手段で内燃機関の運転状態を正確に判
定することができる。

【０００６】請求項２の内燃機関用制御信号処理システ
ムでは、演算処理手段によるＦＦＴアルゴリズムによれ
ば、予め設定されているＡ／Ｄ変換値取込みのためのゲ
ート区間において、適切な演算ポイント数の設定による
Ａ／Ｄ変換値が取込まれ、ゲート区間の終了直後にフー
リエ変換としてＦＦＴ演算が実行され、そのＦＦＴ演算
結果を用いノック判定処理が可能となる。このように、
内燃機関の運転状態に応じて適切な演算ポイント数が設
定されるため、ノック判定処理における信頼性が向上さ
れる。

【０００７】請求項３の内燃機関用制御信号処理システ
ムでは、演算処理手段における周波数解析のための演算
ポイント数が内燃機関の機関回転数に応じて変更される
ことで、内燃機関の低回転時から高回転時までの周波数
解析における演算ポイントが必要かつ最小限にでき、低
回転域での制御性は勿論、高回転域での制御性をも無理
なく確保しつつ、ゲート区間全域で連続した周波数解析
が可能となり、ノック判定処理における信頼性が向上さ
れる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。

【０００９】図１は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関用制御信号処理システムにおけるＥＣＵ１
０の構成を示すブロック図である。なお、本実施例の内
燃機関（図示略）は＃１気筒〜＃６気筒のＶ型６気筒か
らなり各気筒の点火順序は＃１気筒→＃２気筒→＃３気
筒→＃４気筒→＃５気筒→＃６気筒である。

【００１０】図１において、図示しない内燃機関に配設
された２つのノックセンサ１，２にて各気筒毎に発生さ
れるノック信号Ｓ１，Ｓ２が検出され、ノックセンサ
１，２からのノック信号Ｓ１，Ｓ２が内燃機関に対する
周知の点火制御等を行う後述のＥＣＵ（Electronic Con
trol Unit:電子制御ユニット）１０に入力される。これ
らノック信号Ｓ１，Ｓ２は、ＥＣＵ１０内の対応するフ
ィルタ１１，１２を介してＭＰＸ(Multiplexer：多重化
装置）１３に入力される。ＥＣＵ１０の後述のホストＣ
ＰＵ３０からＭＰＸ１３へＭＰＸ切替信号が入力される
ことで、ＭＰＸ１３にてノック信号Ｓ１，Ｓ２が切替え
られ後述のノック検出処理に必要なノック検出用信号が
取出される。つまり、フィルタ１１，１２を介してノッ
ク検出の際に不要なノイズ成分がノック信号Ｓ１，Ｓ２
から除去されたのちＭＰＸ１３にてノック検出用信号と
される。

【００１１】更に、ノック検出用信号はＡＭＰ（Amplif
ier:アンプ）１４を介して増幅される。ＡＭＰ１４にて
増幅されたノック検出用信号は後述のＦＦＴ周波数解析
のためＥＣＵ１０のＤＳＰ（Digital Signal Processo
r）２０内のＭＰＸ２１を介してＡ／Ｄ変換器２２に入
力される。なお、このＤＳＰ２０は高速の乗算・加算処
理可能なＣＰＵと同等なものと見做すことができる。こ
の他、内燃機関の図示しない水温センサや吸気圧センサ
等からの各種センサ信号が必要に応じてＤＳＰ２０内の
ＭＰＸ２１を介してＡ／Ｄ変換器２２に入力されてい
る。

【００１２】上述のように前処理された各種信号成分
が、ＤＳＰ２０内のＡ／Ｄ変換器２２にてＡ／Ｄ変換さ
れ、ノック検出用Ａ／Ｄ変換値及びその他のＡ／Ｄ変換
値としてＲＡＭ２３の対応する記憶領域内にそれぞれ格
納される。なお、ＲＯＭ２４内には後述の各種制御プロ
グラムが予め格納されている。ここで、ノック検出用信
号を周波数解析するためには、乗算・加算処理を高速で
行う必要からＤＳＰ２０が用いられており、ノック検出
処理におけるＡ／Ｄ変換を行うためには高速処理可能な
Ａ／Ｄ変換器２２が用いられている。そして、ＤＳＰ２
０内の演算処理部２５によるノック検出処理にて、ＦＦ
Ｔ周波数解析及びノック判定され、ＤＭＡ（Direct Mem
ory Access）２６を介してＤＳＰ２０側からホストＣＰ
Ｕ３０側へ転送される。なお、演算処理部２５からのゲ
ート区間信号に基づきＡ／Ｄ変換器２２によるＡ／Ｄ変
換が実行される。また、ＤＭＡ２６はＩ／Ｏ（Input/Ou
tput）ポートであってもよい。ＥＣＵ１０内のホストＣ
ＰＵ３０では、ＤＳＰ２０からの出力値に基づき＃１気
筒〜＃６気筒の点火コイル／イグナイタ（図示略）に点
火指令信号＃１ＩＧＴ〜＃６ＩＧＴが出力インタフェー
ス３１を介して出力され、周知の点火制御が実施され
る。

【００１３】次に、本実施例にかかる内燃機関用制御信
号処理システムを適用しノック検出用信号を抽出しノッ
ク判定する場合について、図２、図３及び図４を参照し
詳細に説明する。ここで、図２は内燃機関の高回転時及
び低回転時における各種信号等の遷移状態を示すタイム
チャート、図３は図２のゲート区間とノック検出用信号
との関係を示す拡大図、図４は図３のＡ／Ｄ変換タイミ
ングに応じて格納されるＲＡＭ値を示す説明図である。

【００１４】図２（ａ）及び図２（ｂ）において、例え
ば、内燃機関の＃１気筒の＃１ＴＤＣ(Top Dead Cente
r：上死点）を過ぎてノックが発生しているとノックセ
ンサ１からのノック信号Ｓ１として所望の波形が現出さ
れる。そして、ＭＰＸ切替信号によりＭＰＸ１３でノッ
クセンサ１が選択されることでＭＰＸ切替によるノック
検出用信号が得られる。ＤＳＰ２０の演算処理部２５か
らＡ／Ｄ変換器２２に出力されるゲート区間信号に基づ
きＡ／Ｄ変換器２２によってノック検出用信号が順次Ａ
／Ｄ変換され、後述するように、所定のタイミングにて
ＲＡＭ２３内の記憶領域にＲＡＭ値（ノック検出用Ａ／
Ｄ変換値）として格納される。

【００１５】なお、このゲート区間信号によるゲート区
間は、通常ＡＴＤＣ(After Top Dead Center：上死点
後）１５°ＣＡ(Crank Angle：クランク角）でＬｏｗか
らＨｉｇｈと立上がり、ＡＴＤＣ６０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ
９０°ＣＡでＨｉｇｈからＬｏｗと立下がる。このゲー
ト区間がＨｉｇｈとなる区間を含むようにＭＰＸ１３が
切替えられノックセンサ１選択とされる。このゲート区
間がＨｉｇｈとなる区間にてノック検出用信号のＡ／Ｄ
変換値が順次取込まれる。そして、ゲート区間がＨｉｇ
ｈからＬｏｗとなった直後に後述のＦＦＴ演算処理が実
行され、そののちノック判定処理が実行される。

【００１６】ここで、図２（ｂ）に示す内燃機関の低回
転時では、図２（ａ）に示す内燃機関の高回転時に比べ
てＴＤＣ間の時間が長くなり、ノック信号Ｓ１，Ｓ２に
基づくＭＰＸ切替によるノック検出用信号の発生時間、
ゲート区間がＨｉｇｈである時間も長くなっている。

【００１７】図３に示すように、ゲート区間内のノック
検出用信号がＡ／Ｄ変換タイミング毎に例えば、ＡＤ
(0) ，ＡＤ(1) ，…，ＡＤ(140) ，ＡＤ(141) ，…，Ａ
Ｄ(256) ，ＡＤ(257) ，…，ＡＤ(349) ，ＡＤ(350) と
順次Ａ／Ｄ変換される。ここで、図３の時刻ｔ1 ，ｔ2
，ｔ3 ，ｔ4 において、ＤＳＰ２０のＲＡＭ２３内に
は図４（ａ），図４（ｂ），図４（ｃ），図４（ｄ）に
示すＲＡＭ値が格納される。

【００１８】図４（ａ）に示す図３の時刻ｔ1 では、Ｒ
ＡＭ値にはアドレス＄００００，…，＄０３ＦＦとして
全て初期値の「０」が格納されている。そして、図４
（ｂ）に示す図３の時刻ｔ2 では、ＲＡＭ値にはアドレ
ス＄００００，…，＄０３ＦＦのうち、アドレス＄００
００のデータとしてＡＤ(0) 、アドレス＄０００１のデ
ータとしてＡＤ(1) 、アドレス＄０００２のデータとし
てＡＤ(2) が格納される。また、図４（ｃ）に示す図３
の時刻ｔ3 では、ＲＡＭ値にはアドレス＄００００，
…，＄０１０１，＄０１０２，…，＄０３ＦＦのうち、
アドレス＄００００のデータとしてＡＤ(0) 、…、アド
レス＄０１０１のデータとしてＡＤ(257) が格納され
る。

【００１９】そして、図４（ｄ）に示す図３の時刻ｔ4
では、ＲＡＭ値にはアドレス＄００００，…，＄０１５
Ｅ，＄０１５Ｆ，…，＄０３ＦＦのうち、アドレス＄０
０００のデータとしてＡＤ(0) 、…、アドレス＄０１５
ＥのデータとしてＡＤ(350)が格納され、アドレス＄０
１５Ｆ以下の各データとしては「０」のままである。し
たがって、図４（ｄ）に示す時刻ｔ4 におけるＲＡＭ値
には、図３に示すＡ／Ｄ変換タイミングにて、アドレス
＄００００のデータとしてＡＤ(0) からアドレス＄０１
５ＥのデータとしてＡＤ(350) までの計３５１個が格納
されることとなる。

【００２０】次に、ＦＦＴ周波数解析におけるゲート区
間の長短による相違とそのときのデータ数の決め方につ
いて図５及び図６を参照して説明する。ここで、図５は
ゲート角度（ゲート区間がＨｉｇｈである角度のＴＤＣ
間の角度に対する割合）が一定である場合、図６はゲー
ト角度が一定でない場合におけるＴＤＣ間の時間とゲー
ト時間との関係を示す説明図である。なお、ＴＤＣ間の
時間の長い／短いは、機関回転数ＮＥの低回転／高回転
に対応している。

【００２１】ゲート区間（ゲート区間がＨｉｇｈである
時間）は、ゲート角度にＴＤＣ間の時間を乗算して求め
られる（図２参照）。例えば、内燃機関がＶ型６気筒で
機関回転数ＮＥが１０００〔ｒｐｍ〕のとき、ＴＤＣ間
の時間は２０〔ｍｓ〕である。ここで、ゲート区間がＡ
ＴＤＣ１５〔°ＣＡ〕〜ＡＴＤＣ６５〔°ＣＡ〕でＨｉ
ｇｈであるとするとゲート角度は｛（６５−１５）／
（７２０／６）｝となる。したがって、ゲート区間は
｛（６５−１５）／（７２０／６）｝×２０＝８．３
〔ｍｓ〕となる。

【００２２】図５において、ＦＦＴ周波数解析では、原
理上、データ数を２ⁿ とする必要がある。ここで、ノッ
ク中心周波数ｆ0 を６〜８〔ｋＨｚ〕とし、余裕をもっ
て１５〔ｋＨｚ〕程度までを取扱周波数域とする。する
と、サンプリング定理より、取込みたい周波数の２倍以
上の周波数でサンプリングする必要があり、サンプリン
グ周波数も余裕をもって２倍以上の５０〔ｋＨｚ〕（２
０μｓ毎にサンプリング）にて実行される。このため、
ＦＦＴ区間として、例えば、ＦＦＴ３２（ＦＦＴ演算値
が３２個）を行う場合には、６４０（＝２０×３２）
〔μｓ〕のゲート時間におけるデータが取込まれること
となる。

【００２３】そこで、ＦＦＴ演算処理にかかるＦＦＴ区
間の時間と所定データ数を取込むのにかかるゲート時間
とを比較し、ゲート時間より長いＦＦＴ演算処理時間が
設定できるＦＦＴ区間が選択される。このとき、不足分
のデータとしては「０」（初期値の「０」が残っていて
もよい）が入れられ、ＦＦＴ演算処理が実行される。

【００２４】ところで、内燃機関の高回転時は他のノイ
ズの影響を受け易いという理由等により、ゲート角度を
低回転時に比べ短くすることが考えられる。このよう
に、ゲート角度が一定でない場合を示す図６において、
上述の図５場合と同様に、ＦＦＴ区間の時間と所定デー
タ数を取込むのにかかるゲート時間とを比較し、ゲート
時間より長いＦＦＴ演算処理時間が設定できるＦＦＴ区
間が選択される。また、低回転時になるとＴＤＣ間の時
間が長くなるため、計算上、ゲート区間も長くなる。こ
のとき、ＦＦＴ区間の時間が大きくなるため、大容量の
ＲＡＭやより速い演算速度が要求される。

【００２５】なお、特に、機関回転数ＮＥが５００〔ｒ
ｐｍ〕以下の低回転時には計算上では長いゲート時間が
必要となるが、ノック判定をする必要のない機関回転数
であるため、例えば、ＦＦＴ１０２４（ＦＦＴ演算値が
１０２４個）を最大ＦＦＴ区間と予め決めておき、それ
を越えるゲート区間であってもＦＦＴ１０２４を用い２
０（≒２０〔μｓ〕×１０２４）〔ｍｓ〕を越えるデー
タが取込まれないようにされる。

【００２６】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関用制御信号処理システムで使用されている
ＥＣＵ１０内のＤＳＰ２０におけるノック検出のベース
制御の処理手順を示す図７のフローチャートに基づいて
説明する。

【００２７】図７において、ステップＳ１０１でゲート
区間信号によるＡ／Ｄ変換器２２のゲートＯＮ（オン）
タイミングであるかが判定される。ステップＳ１０１の
判定条件が成立、即ち、ゲートＯＦＦ（オフ）からＯＮ
と立上がるゲート区間の開始時であるときにはまず、ス
テップＳ１０２に移行し、ＲＡＭ２３内のノック検出用
Ａ／Ｄ変換値の記憶領域の初期化が実行されＡ／Ｄ変換
値が全て「０」とされる。次にステップＳ１０３に移行
して、ＲＡＭ２３内のノック検出用Ａ／Ｄ変換値の先頭
アドレスがカウンタＣＮＴに入れられる。これにより、
カウンタＣＮＴは初期化によるＡ／Ｄ変換値が「０」状
態のままの先頭アドレスを示すこととなる。次にステッ
プＳ１０４に移行して、ゲートＯＮとされる。そして、
ステップＳ１０５に移行し、ゲート区間中における後述
のＡ／Ｄ変換値の取込みが開始（２０μｓ毎処理開始）
されたのち、ステップＳ１０１に戻る。

【００２８】このステップＳ１０１では、ゲートＯＮタ
イミングでないためステップＳ１０６に移行し、ゲート
ＯＦＦタイミングであるかが判定される。ステップＳ１
０６の判定条件が成立、即ち、ゲートＯＮからＯＦＦと
立下がるゲート区間の終了時となるまで待って、ステッ
プＳ１０７に移行する。ステップＳ１０７では、ゲート
ＯＦＦとされたのち、ステップＳ１０８に移行し、Ａ／
Ｄ変換値の取込みが終了（２０μｓ毎処理停止）され
る。次にステップＳ１０９に移行して、Ａ／Ｄ変換値に
よる後述のＦＦＴ周波数解析処理が実行される。次にス
テップＳ１１０に移行して、ステップＳ１０９のＦＦＴ
周波数解析結果による後述のノック判定処理が実行され
たのちステップＳ１０１に戻り、以下同様の処理が繰返
し実行される。

【００２９】次に、図７のステップＳ１０５におけるＡ
／Ｄ変換値取込み開始の処理手順を示す図８のフローチ
ャートに基づいて説明する。

【００３０】図８において、まず、ステップＳ２０１で
ＲＡＭ２３内に格納されたＡ／Ｄ変換値（ＲＡＭ値）が
カウンタＣＮＴが示すアドレスへ書込まれる。次にステ
ップＳ２０２に移行して、カウンタＣＮＴが「＋１」イ
ンクリメントされ、本ルーチンを終了する。

【００３１】次に、図７のステップＳ１０９におけるＡ
／Ｄ変換値によるＦＦＴ周波数解析の処理手順を示す図
９のフローチャートに基づいて説明する。

【００３２】図９において、まず、ステップＳ３０１
で、カウンタＣＮＴからＲＡＭ２３内に格納されたＡ／
Ｄ変換値（ＲＡＭ値）の先頭アドレスを減算した値がデ
ータ数Ｎとされる。次にステップＳ３０２に移行して、
初期値としてＢｉｔ数Ｌが５、データ数ＮＬが３２とさ
れる。次にステップＳ３０３に移行して、ステップＳ３
０２による初期値としてのデータ数ＮＬがステップＳ３
０１によるデータ数Ｎ未満であるかが判定される。ステ
ップＳ３０３の判定条件が成立、即ち、データ数ＮＬが
データ数Ｎ未満と小さいときにはステップＳ３０４に移
行し、Ｂｉｔ数Ｌが「＋１」インクリメントされ、デー
タ数ＮＬが２倍とされステップＳ３０３に戻る。このよ
うにして、ステップＳ３０４の処理が繰返され、ステッ
プＳ３０３の判定条件が成立せず、即ち、データ数ＮＬ
がデータ数Ｎ以上となるとステップＳ３０５に移行し、
Ａ／Ｄ変換値、データ数ＮＬ、Ｂｉｔ数Ｌを用いＦＦＴ
周波数解析結果を得るため周知のバタフライ演算処理が
実行される。次にステップＳ３０６に移行して、Ａ／Ｄ
変換値、データ数ＮＬ、Ｂｉｔ数Ｌを用い周知のＢｉｔ
反転処理が実行され、本ルーチンを終了する。

【００３３】次に、図７のステップＳ１１０におけるノ
ック判定の処理手順を示す図１０のフローチャートに基
づき、図１１を参照して説明する。ここで、図１１は、
例えば、１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚとする取扱周波数域にお
けるスペクトル強度の分布例を示す説明図である。

【００３４】図１０において、ステップＳ４０１でノッ
ク中心周波数ｆ0 のＦＦＴ演算値がＲ０、周波数（ｆ0
＋α）のＦＦＴ演算値がＲ１とされる。ここで、αは約
１ｋＨｚに設定される。次にステップＳ４０２に移行し
て、ノック中心周波数ｆ0 のＦＦＴ演算値Ｒ０が予め設
定された判定値Ｋ１を越えているかが判定される。ステ
ップＳ４０２の判定条件が成立せず、即ち、ノック中心
周波数ｆ0 のＦＦＴ演算値Ｒ０が判定値Ｋ１以下と小さ
く、図１１（ａ）に示すような関係にあるときにはステ
ップＳ４０３に移行し、ノックなしと判定され本ルーチ
ンを終了する。

【００３５】一方、ステップＳ４０２の判定条件が成
立、即ち、ノック中心周波数ｆ0 のＦＦＴ演算値Ｒ０が
判定値Ｋ１を越え大きいときにはステップＳ４０４に移
行し、ノック中心周波数ｆ0 のＦＦＴ演算値Ｒ０から周
波数（ｆ0 ＋α）のＦＦＴ演算値Ｒ１を減算した値が予
め設定された判定値Ｋ２を越えているかが判定される。
ステップＳ４０４の判定条件が成立、即ち、ノック中心
周波数ｆ0 のＦＦＴ演算値Ｒ０が周波数（ｆ0 ＋α）の
ＦＦＴ演算値Ｒ１に判定値Ｋ２を加算した値より大き
く、図１１（ｂ）に示すような関係にあるときにはステ
ップＳ４０５に移行し、ノック大と判定され本ルーチン
を終了する。

【００３６】一方、ステップＳ４０４の判定条件が成立
せず、即ち、ノック中心周波数ｆ0のＦＦＴ演算値Ｒ０
から周波数（ｆ0 ＋α）のＦＦＴ演算値Ｒ１を減算した
値が判定値Ｋ２以下であるときにはステップＳ４０６に
移行し、更に、ノック中心周波数ｆ0 のＦＦＴ演算値Ｒ
０から周波数（ｆ0 ＋α）のＦＦＴ演算値Ｒ１を減算し
た値が予め設定された判定値Ｋ３を越えているかが判定
される。ここで、判定値Ｋ３は判定値Ｋ２より小さな値
とする。ステップＳ４０６の判定条件が成立、即ち、ノ
ック中心周波数ｆ0 のＦＦＴ演算値Ｒ０が周波数（ｆ0
＋α）のＦＦＴ演算値Ｒ１に判定値Ｋ３を加算した値よ
り大きく、図１１（ｃ）に示すような関係にあるときに
はステップＳ４０７に移行し、ノック小と判定され本ル
ーチンを終了する。一方、ステップＳ４０６の判定条件
が成立せず、即ち、ノック中心周波数ｆ0 のＦＦＴ演算
値Ｒ０が周波数（ｆ0 ＋α）のＦＦＴ演算値Ｒ１に判定
値Ｋ３を加算した値以下と小さいときにはステップＳ４
０３に移行し、ノックなしと判定され本ルーチンを終了
する。

【００３７】このように、本実施例の内燃機関用制御信
号処理システムは、内燃機関で発生されるノック信号波
形Ｓ１，Ｓ２を検出するノック検出手段としてのノック
センサ１，２と、ノックセンサ１，２で検出されるノッ
ク信号Ｓ１，Ｓ２波形から所定区間であるゲート区間内
の波形を取込むＥＣＵ１０にて達成される波形取込手段
と、前記波形取込手段で取込まれた波形が所定のタイミ
ング毎にアナログ−ディジタル変換されたＡ／Ｄ変換値
のフーリエ変換による周波数解析を行う演算ポイント数
を内燃機関の運転状態に応じて変更し、複数の周波数成
分におけるスペクトル強度を求めるＥＣＵ１０にて達成
される演算処理手段と、前記演算処理手段による周波数
解析結果に基づき内燃機関の運転状態を判定するＥＣＵ
１０にて達成される運転状態判定手段とを具備するもの
である。

【００３８】したがって、ノックセンサ１，２で検出さ
れるノック信号Ｓ１，Ｓ２波形からゲート区間内の波形
が取込まれ、Ａ／Ｄ変換器２２にて所定のタイミング毎
にＡ／Ｄ変換されたＡ／Ｄ変換値を用いＥＣＵ１０内の
ＤＳＰ２０にてフーリエ変換による周波数解析を行うと
きの演算ポイント数が内燃機関の運転状態に応じて変更
され、複数の周波数成分におけるスペクトル強度が求め
られ、その結果にて内燃機関の運転状態が判定される。
即ち、ノックセンサ１，２で検出されるノック信号Ｓ
１，Ｓ２波形のうちゲート区間内の波形がＡ／Ｄ変換さ
れディジタル化され、それらのフーリエ変換による周波
数解析における演算ポイント数が内燃機関の運転状態に
応じて変更されることで、その運転状態に見合った適切
な演算ポイント数が設定され、複数の周波数成分のスペ
クトル強度が得られる。このため、内燃機関の運転状態
に見合った適切な演算ポイント数が設定された周波数解
析が実行でき、ノックの発生かノイズの重畳であるかの
特徴が周波数解析結果に的確に現れるため、内燃機関の
運転状態を正確に判定することができる。

【００３９】また、本実施例の内燃機関用制御信号処理
システムは、ＥＣＵ１０にて達成される演算処理手段が
Ａ／Ｄ変換値のフーリエ変換としてＦＦＴアルゴリズム
を用いるものである。つまり、ＦＦＴアルゴリズムによ
れば、予め設定されているＡ／Ｄ変換値取込みのための
ゲート区間において、適切な演算ポイント数の設定によ
るＡ／Ｄ変換値が取込まれ、ゲート区間の終了直後にフ
ーリエ変換としてＦＦＴ演算が実行され、そのＦＦＴ演
算結果を用いノック判定処理が可能となる。このよう
に、内燃機関の運転状態に応じて適切な演算ポイント数
が設定されるため、ノック判定処理における信頼性が向
上される。

【００４０】そして、本実施例の内燃機関用制御信号処
理システムは、ＥＣＵ１０にて達成される演算処理手段
が周波数解析を行う演算ポイント数を内燃機関の機関回
転数ＮＥに応じて変更するものである。つまり、周波数
解析のための演算ポイント数が内燃機関の機関回転数Ｎ
Ｅに応じて変更されることで、内燃機関の低回転時から
高回転時までの周波数解析における演算ポイントが必要
かつ最小限にでき、低回転域での制御性は勿論、高回転
域での制御性をも無理なく確保しつつ、ゲート区間全域
で連続した周波数解析が可能となり、ノック判定処理に
おける信頼性が向上される。

【００４１】ところで、上記実施例では、内燃機関で発
生されるノック信号波形をノックセンサ１，２にて検出
しているが、本発明を実施する場合には、これに限定さ
れるものではなく、周知の各気筒に配設された点火プラ
グを利用したイオン電流検出回路を用いてノック信号波
形を検出してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用制御信号処理システムにおけるＥＣＵの構
成を示すブロック図である。

【図２】 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用制御信号処理システムによる内燃機関の高
回転時及び低回転時における各種信号等の遷移状態を示
すタイムチャートである。

【図３】 図３は図２のゲート区間とノック検出用信号
との関係を示す拡大図である。

【図４】 図４は図３のＡ／Ｄ変換タイミングに応じて
格納されるＲＡＭ値を示す説明図である。

【図５】 図５は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用制御信号処理システムでゲート角度が一定
である場合におけるＴＤＣ間の時間とゲート時間との関
係を示す説明図である。

【図６】 図６は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用制御信号処理システムでゲート角度が一定
でない場合におけるＴＤＣ間の時間とゲート時間との関
係を示す説明図である。

【図７】 図７は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関用制御信号処理システムで使用されているＥ
ＣＵ内のＤＳＰにおけるノック検出のベース制御の処理
手順を示すフローチャートである。

【図８】 図８は図７のＡ／Ｄ変換値取込み開始の処理
手順を示すフローチャートである。

【図９】 図９は図７のＡ／Ｄ変換値によるＦＦＴ周波
数解析の処理手順を示すフローチャートである。

【図１０】 図１０は図７の周波数解析結果によるノッ
ク判定の処理手順を示すフローチャートである。

【図１１】 図１１は本発明の実施の形態の一実施例に
かかる内燃機関用制御信号処理システムによる取扱周波
数域におけるスペクトル強度の分布例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１，２ ノックセンサ １０ ＥＣＵ（電子制御ユニット） ２０ ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ） ２２ Ａ／Ｄ変換器 ２３ ＲＡＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 英治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 山口 竜 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 佐藤 正宏 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関で発生されるノック信号波形を
   検出するノック検出手段と、 前記ノック検出手段で検出される前記ノック信号波形か
   ら所定区間の波形を取込む波形取込手段と、 前記波形取込手段で取込まれた波形が所定のタイミング
   毎にアナログ−ディジタル変換されたＡ／Ｄ変換値のフ
   ーリエ変換による周波数解析を行う演算ポイント数を前
   記内燃機関の運転状態に応じて変更し、複数の周波数成
   分におけるスペクトル強度を求める演算処理手段と、 前記演算処理手段による周波数解析結果に基づき前記内
   燃機関の運転状態を判定する運転状態判定手段とを具備
   することを特徴とする内燃機関用制御信号処理システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記演算処理手段は、前記Ａ／Ｄ変換値
   のフーリエ変換としてＦＦＴ（Fast Fourier Transfor
   m：高速フーリエ変換）アルゴリズムを用いることを特
   徴とする請求項１に記載の内燃機関用制御信号処理シス
   テム。
3. 【請求項３】 前記演算処理手段は、前記演算ポイント
   数を前記内燃機関の機関回転数に応じて変更することを
   特徴とする請求項１に記載の内燃機関用制御信号処理シ
   ステム。