JPS6123871A - 内燃機関のノツキング判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野〕 本発明は、内燃機関のノッキング判定装置に関し、特に
、内燃機関の点火時期を最大トルク発生角度に保ちつつ
ノンキングレベルを所定の範囲内に収めるように制御す
る点火時期制御装置に用いて好適なノッキング判定装置
に関するものである。

［従来技術］ 一般にノッキング現象とはシリンダ内の未燃混合気の早
期着火による異常燃焼を言い、その結果、シリンダの寸
法、特にそのボア径と、燃焼ガス温度とにより定まる複
数の固有振動数を持つシリンダ内の圧力（筒内圧）の減
衰振動として現われる。この固有振動数は概ね５〜６　
ｋＨｚ以上であり、この圧力の振動がシリンダ壁、シリ
ンダブロック等をへて空気中に伝わり、人間の聴感に達
しか不快な高周波音がいわゆるノック音と呼ばれるもの
である。

点火時期制御装置に適用した従来のノッキング判定装置
としては、例えば特開昭５４−１４２４２５号や特公昭
５８−１３７４９号に開示されたものがある。

この装置は、点火プラグの座金に設けたシリンダ内圧力
センサ等のノッキングセンサと、信号増幅器と、低域ろ
波器と、ノッキング信号の包結線処理回路等の゛−平均
化回路と、比較回路と、点火時期制御回路とを具えたも
のである。而して、シリンダ内圧力信号のほぼ５〜６　
ｋＨｚ以上の特定周波数帯域成分をノック信号として検
出し、これにピークホールド処理、包路線処理等を施し
た信号をノッキングエネルギに対応する信号とみなして
所定の基準値と直接比較し、当該比較結果に基づいて点
火時期を進角あるいは遅角させることによりノンキング
レベルを制御するようにしていた。

しかしながらノッキングが発生しない非ノック時におい
てもセンサの出力信号に上述の特定周波数帯域成分が含
まれていることは一般に良く知られているところである
。

第１図は筒内圧力振動のパワースペクトルの一例を示す
。これは本出願人の実験により、４気筒１８００ｃｃｚ
ンジンにつき、全負荷、４８００ＰＰＭで運転した場合
の例であるが、これより明らかなように、非ノック時に
おいてもノック時と同様の上記特定周波数帯域成分を含
んでおり、この傾向は他のエンジンでもほぼ同様である
ことが確認されている。

従って、センサ出力の特定の周波数帯域の信号に、包路
線処理、ピークホールド処理等の信号処理を加えた電気
信号をノッキングエネルギーに対応した信号量とみなし
、これを直接基準比較レベルと比較するようにした従来
装置にあっては、ノックレベルの判定が困難となること
がある。

特に、第１図においては比較的大きな１／ベルを有する
ノックについて示し、非ノック時Ａとノック時Ｂとのパ
ワーレベルの差は約１０ｄＢ以上であるが、ノック有無
の限界とされるいわゆるトレースノック状態においては
この差は概ね２〜３ｄＢであるので、従来の装置におい
てはノックの判定は非常に困難なものとなる。

しかも、センサの初期特性、経時変化による劣化、さら
に上述の点火プラグ座金に設けたセンサにあっては装着
時においてセンサ面に作用する荷重の影響により、ある
いは点火プラグ締付トルク等に起因した機械振動系の変
化などにより非ノック時におけるセンサ出力信号のレベ
ル自体が大きく変化し、この変化はノック時におけるそ
れら影響による出力信号の変化より大となることもある
。

さらに、数種類のエンジンを用いた本出願人による実験
によれば、非ノック時におけるセンサ出力の変動は、ア
イドリングないしスロットル全開状態の負荷の変化に対
しては３〜４倍、８００ＲＰＭないし４８００ＰＰＭの
エンジン回転の変化に対しては２〜３倍にも達すること
が確認されている。

従って、従来装置においては、このように変動の大きな
信号を直接的に基準値と比較するようにしていたので、
ノックおよび非ノックを正しく判定できる装置を実現す
るためには、エンジン毎、運転条件毎、さらにはセンサ
毎に膨大な実験を必要とするという問題点があった。

［目的］ 本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、エンジンの１燃焼サイクル毎に燃焼圧力振動を検出し
、その振動から非ノック時およびノック時の燃焼振動エ
ネルギに関連する物理量を得て、それら物理量の比を求
めることにより、ノッキング判定を容易かつ精度高く行
うことができるようにしたノッキング判定装置を提供す
ることを目的とする。

本発明の他の目的は、物理量の比をエンジンの運転条件
に応じて定めた基準値と比較し、その比較結果に基づい
てエンジンの点火時期を制御するノッキング判定装置を
実現することにより、エンジンの燃焼効率を向上させ、
特にトルク特性を改善し、以てエンジンの燃費および運
転性能を向上させることにある。

［構成］ かかる目的を達成するために、本発明の第１の　　　　
　　　　１形態では、内燃機関の燃焼圧力振動を検出す
る検出手段と、検出された燃焼圧力振動から非ノック時
の燃焼振動エネルギに関連した第１物理量を得る第１手
段と、検出された燃焼圧力振動からノック時の燃焼振動
エネルギに関連した第２物理量を得る第２手段と、第１
物理量と第２物理量との比から内燃機関のノッキングの
有無を判定する判定手段を具えたことを特徴とする。

また１本発明の第２の形態では、内燃機関の燃焼圧力振
動を検出する検出手段と、当該検出された燃焼圧力振動
から非ノック時の燃焼振動エネルギに関連した第１物理
量を得る第１手段と、検出された燃焼圧力振動からノッ
ク時の燃焼振動エネルギに関連した第２物理量を得る第
２手段と、第１物理量と第２物理量との比と内燃機関の
運転条件に応じて定めた比較基準値とを比較してノッキ
ングの有無の判定を行う判定手段と、判定結果に応じて
内燃機関の点火時期を修正する修正手段とを具えたこと
を特徴とする。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。。

まず、本発明の概要を述べる。第１図から明らかなよう
に、ノック時と非ノック時とでは、図示の周波数成分に
おいて大きなパワーレベルの差を観測することができる
。そこで、特にその差異の大きな帯域、すなわち図示の
例では８ｋＨｚ＝　１７ｋＨｚの周波数成分に着目し、
その帯域を通過帯域とする帯域ろ波器（バンドパスフィ
ルタ）を用いてセンサ出力からその成分を取出す。

第２図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、非ノック時お
よびノック時におけるセンサ出力のバンドパスフィルタ
通過後の波形を示す。なお、これらは筒内圧の高周波振
動の波形を示すものである。

ここで、ある特定帯域のパワー、すなわちエネルギの時
間平均値を求める。

ある信号ｘ（ｔ）のパワーは、一般に で表わされ、信号振幅の２乗の時間平均として得られる
。したがって、第２図示の信号の絶対値の積分を考えれ
ば、 となる。第（２）式右辺は信号！（ｔ）のＲ，ＭＪ、　
（二乗平均）を示すことから、第（２）式左辺は信号ｘ
（ｔ）のパワーを示す量、あるいは少なくともパワーと
一価的に相関のある量と考えて良い。

なお、ここで第（１）式および第（２）式の信号ｘ（ｔ
）は単一周波数の信号と仮定したが複数の周波数成分を
含んでいても実用上さしつかえない。

第３図（Ａ）および（Ｂ）はクランク角の上死点すなわ
ちＴＤＣ前４０度からＴＤＣ後４０度までの範囲につい
て、それぞれ第２図（Ａ）および（Ｂ）に示した信号の
積分信号であり、そのクランク角範囲での筒内圧振動エ
ネルギを示子。すなわち、第（２）式で１／２丁の項を
おとしたものである。

図中（Ａ）は非ノック時の積分信号を示し、この時には
この積分信号はほぼ線型に増加しており、クランク角に
よらず常に一定の振動エネルギが存在していることが分
る。すなわち、非ノック時には上死点（ＴＤＣ）をＴ＝
０として の関係が成立している。

本出願人による種々の実験によれば、第３式の関係は、
はとんどすべての運転条件で成立していると見なすこと
ができる。ただし、積分区間（この場合は、７００前後
４０度）は注意ぶか〈選定する必要がある。その理由は
、特に点火プラグの振動をも検出してしまうので、積分
区間の選定によっては吸・排気弁の着座、離座の振動の
影響を受けて第（３）式の関係が成立しなくなるからで
ある。

一方、図中（Ｂ）はノッキング時の積分器の出力を示す
。すなわち、この場合には、ＴＤＣ後の膨張行程におい
て、ノッキングに起因するエネルギの増分が現われるこ
とになる。

一般に、人間の聴感によるノックレベルの判定は、定常
的に発生している背景雑音に↓る音圧レベルと、ノッキ
ング振動による音圧レベルとの相対的な強度差によって
おこなわれていると考えられている。したがって、非ノ
ック時における筒内圧の振動のエネルギと、ノッキング
時における筒内圧の振動のエネルギとを直接比較すれば
、官能評価と良く一致する精度の高いノッキングレベル
の検出が可能となる。

ここで、第（３）式によれば、経験的に上死点前にノッ
キングが発生することは無いと考えて良いことから上死
点前の積分信号は、上死点後のノッキングの発生の有無
にかかわらず、非ノック時の上死点後のＷ−行程におけ
る筒内圧力の振動エネルギの予測値となっていることが
わかる。この点に着目すれば、上死点前のクランク角所
定範囲内における筒内圧振動の整流積分値と、上死点後
のクランク角所定範囲内、あるいは上死点前の範囲を含
む所定範囲内における筒内圧振動の整流積分値とを比較
することにより、非ノック時の筒内圧の振動エネルギと
、燃焼行程中の筒内圧の振動エネルギとの直接比較が可
能となり、従って非常に精度の高いノッキング検出装置
が実現できることになる。

本実施例においては、ノックの判定を次のように行う。

非ノック時の筒内圧振動エネルギに相当する量Ｂと、ノ
ッキング振動成分を含む筒内圧振動エネルギに相当する
量にとの比を直接求め、種々のノックレベルにおけるこ
の比に／Ｂの頻度分布から、ノックを判定するようにす
る。

第５図はエンジンを回転数３２０ＯＲＰＭ　、スロット
ル全開状態で駆動した場合の種々のノックレベルにおけ
る比に／Ｈの頻度分布を示すにこで、実線で示す曲線工
、破線で示す曲線■、一点鎖線で示す曲線■、および二
点鎖線で示す曲線■は、それぞれ、非ノック状態、トレ
ースノック状態、ライトノック状態、およびミディアム
ノック状態におけるＫＩＢ比の頻度分布である。なお、
図示の例は、そのに／Ｂ比の算出において、量Ｂの積分
区間を上死点前４０度より上死点前３度、量にの積分区
間を上死点前４０度より上死点後４０度としたものであ
るが、非ノック時のＫの信号が線型であることから、こ
のように両者の積分区間をオーバーラツプさせていても
問題は生じない。もちろん、オーバーラツプさせなくて
もよい。

第４図から明らかなように、ノックなしの場合はに／Ｂ
　＝２．８以上のものの存在確率は１／１００以下であ
るので、この値を越えるものがあられれた場合にはノッ
２り状態、それ以外の場合は非ノック状態と判定するこ
とができる。

ざらにに／Ｂ　＝２．８以上の存在確率は、トレースノ
ックでに／Ｂ＝７／１００　、ライトノックでに／Ｂ　
＝１８／１００、ミディアムノックではに／Ｂ＝２５／
１００程度となっているので、この存在比率でノッキン
グのレベルを判定することもできる。

以上を前提として、本発明を具体的に説明する。

第５図は本発明の一実施例として、本発明ノッキング判
定装置を点火時期制御装置に適用した場合を示す。ここ
で、ｌＯは１例えば圧電変換形の筒内圧センサであり、
筒内圧を電気信号に変換する。

第６図はこの筒内圧センサの一例を示すものであり、本
実施例においては、図中（Ａ）に示すように、シリンダ
ヘッド１８に取りつけられている点火プラグ１８の座金
として設ける。図中（Ｂ）は筒内圧センサｌＯの平面図
である。

第５図において、１１はクランク角センサであり、例え
ば、６気筒エンジンにあってはクランク角（７）１２０
度、４気筒エンジンにあっては１８０度毎に基準信号Ｓ
２を発生し、さらにクランク角の２度または１度毎に位
置信号Ｓ３を発生する。

１は筒内圧センサ１０の出力を電圧信号に変換し増幅す
るアンプであり、例えば、第７図に示すような一般にチ
ャージアンプと称される回路を用いて実現することがで
きる。

２はバンドパスフィルタであり、前述のように、例えば
ノ・り検出に関連する６〜１７ｋＨ・の周　　　　　　
　　１波数帯域の信号を通過させる。３および４は、そ
れぞれ、非ノック時およびノック時の振動エネルギ検出
回路、５はそれら検出回路３および４の出力信号の比を
演算する演算器である。７はノックレベルを判定するた
゛めの比較基準値を発生する比較基準値発生器であり、
例えばマイクロコンピュータのメモリに展開したテーブ
ルとすることができる。

８は演算器５および比較基準値発生器７の出力信号を比
較してノックの有無の判定、ノックの評価を行う比較器
、８はその比較結果に応じて点火時期の修正量を算出す
る算出器、８はその算出結果に応じて、エンジンの回転
数、負荷等により定まる基準点火時期に補正演算を施し
、点火装置１２の最終的な点火時期を制御する点火制御
装置である。点火装置１２は点火コイルおよび前述の点
火プラグ１８を含み、制御回路８の指令に応じて火花点
火を行う。

第８ωは、第５図示の各部３〜８の具体的な構成の一例
を示す。ここで、非ノック時振動エネルギ検出回路３は
、基準信号Ｓ２により、バンドパスフィルタ２の出力信
号についての積分値のリセットおよびホールドを行う絶
対値積分器１０３と、所定のクランク角に対応する値を
プリセットされ、基準信号Ｓ２に応じて位置信号Ｓ３の
計数を行うプリセッタブルカウンタ１０４および１０５
と、カウンタ１０４および１０５の出力に応じて、積分
器１０３の動作を制御するフリップフロップ１０９とを
有する。

また、ノック時振動エネルギ検出回路４は、各部１０３
．１０４，１０５および１０９にそれぞれ相当する積分
器１０６、プリセッタブルカウンタ１０７，１０８およ
びフリップフロップ１１０を有する。なお１本発明を８
気筒のエンジンに適用するものとし、クランク角基準位
置信号Ｓ２の発生が圧縮上死点前７０度となるようにし
、さらに圧縮上死点の前後それぞれ４０度の間にて非ノ
ック時およびノック時の振動エネルギを検出するように
した場合には、プリセッタブルカウンタ１０４，１０５
，１０７およびｔＯＳには、それぞれ、クランク角３０
度、７０度、７０度および１１０度に対応する値がプリ
セットされるようにする。

２００は本発明に係るノッキング判定を実現するための
・一手段としてのマイクロコンピュータであリ、例えば
特開昭５７−２１２３４１１号に開示された本出願人に
よる自動車用電子制御装置におけるコントロールユニッ
トと同様のものを用いることができる。第８図において
はその概略構成を示す。ここで、２０１は入力信号Ｓ７
．Ｓ８のＡ／［）変換、割込み信号Ｓ６のマイクロプロ
セッサ（ＭＰＵ）　２０２への送出、および基準点火角
と後述する修正量とから最終的な点火時期を算出し、点
火装置１２に点火指令を送出する等の処理を行うＩ１０
インターフェースである。ＭＰＵ２０２は本発明に係る
第１０図示の処理手順を含め、運転状態制御用の処理手
順を実行する。

２０３はそれら処理手順等を格納したＲＯＭ　、　２０
４はデータメモリ等として用いるＲＡＭである。

第８図はクランク角０〜１２０度における各部の信号波
形の一例を示す。すなわち、圧縮上死点前７０度の基準
信号Ｓ２により、積分器１０３および１０６がリセット
され、カウンタ１０４　、１０５　、１０７および１０
８には上述の諸値がプリセットされる。而してそれらカ
ウンタはクランク角位置信号Ｓ３の計数を開始し、まず
クランク角３０度にてカウンタ１０４の出力信号が反転
する。これに応じてフリップフロップ１０９の信号Ｓ４
により積分器＋０３のリセット状態が解除され、積分器
１０３はバンドパスフィルタ２の出力信号Ｓｌ’の積分
を開始する。

クランク角７０度においては、カウンタ１０５の出力が
反転するので積分器１０３はその時点での積分値をホー
ルドし、また、カウンタ１０？の出力が反転するので、
これに応じてクリップフロップ１１０の信号Ｓ５により
積分器１０６のリセット状態が解除され、積分器１０６
は信号Ｓｔ’の積分を開始する。

さらに、クランク角１１０度にて、カウンタ１０８の出
力が反転するので、積分器１０６はその時点での積分値
をホールドする。

このように、第８図示の回路により、上死点前４０度か
ら上死点までの積分値、すなわち非ノック時の振動エネ
ルギに関連する信号値と、上死点から上死点後４０度ま
での積分値、すなわち、ノック時の振動エネルギに関連
する信号値とを得ること　　　　１ができる。

なお、クランク角１１０度におけるカウンタ１０８の出
力Ｓ８を、マイクロコンピュータ２００に対する割込信
号として用い、これに応じてマイクロコンピュータ２０
０が後述するＡ／Ｄ変換開始のスケジューリングを行う
。

第１Ｏ図は本発明に係るノッキング判定処理手順の一例
を示す。本発明に上述の特開昭５７−２１２３４９号に
開示された装置を適用する場合にあっては、信号Ｓ８を
外部割込みパルスとして、積分信号Ｓ７　、Ｓ８のＡ／
Ｄ変換が行われるようにする。

図において、ＳＬは、例えば、ＲＯＭ２０３に設けた比
較基準値テーブルから読出された比較基準値、Ｂおよび
Ｋは、それぞれ、積分信号Ｓ７およびＳ８をＡ／Ｄ変換
した量、ＫＦＬＧはノッキングの有無を判定するために
用いるフラグ、ＢＣＮＴおよびＫＣＮＴは、それぞれ、
フラグＫＦＬＧがリセットおよびセットされてから何回
点火が行われたかを示す値、ＡＤＶＦＢＫは点火角度の
基準値に対する修正量を示し、この修正量ＡＤＶＦＢＫ
を歩進したときに点火時′期を進角させるものとする。

これらは、処理の過程でそれぞれＲＡＭ　２０４の所定
アドレスに割付けたデータエリアに格納されるようにす
ることができる。

まず、ステップＳＴＰ　１において、ＭＰＵ　２０２は
、信号Ｓ６に応じ、　Ｉ１０インタフェース２０１に積
分信号Ｓ７のＡ／Ｄ変換を指令し１次いでステップ５Ｔ
Ｐ２にてその時点でのエンジン回転数に対応した比較基
準値ＳＬを比較基準値テーブルから読出す。なお、ここ
で、Ｋ／Ｂ比の評価を、固定した比較基準値、すなわち
、例えば比較基準値５Ｌ＝２．８に対して行うこともで
きることは勿論である。

しかしながら、第１１図に示すように、特に高回転域に
おいては、エンジン自体の機械的振動音の影響で、人間
の官能評価が低下し、ノックの許容ゾーンが広くなるの
で、本例ではエンジン回転数に応じて比較基準値を変化
させることにより、効率の高い運転が実現できるように
する。なお、第１１図において、実線、破線、一点鎖線
および二点鎖線は、それぞれ、非ノック、トレースノッ
ク、ライトノックおよびミディアムノックの状態を示す
。

再び第１０図を参照するに、ステップ５ＴＰ３において
Ａ／Ｄ変換の終了を待機し、終了した場合にはステップ
５ＴＰ４にて変換結果を非ノック時の振動エネルギに関
連した量Ｂとして格納する。次いでステップ５ＴＰ５に
て積分信号Ｓ８についてのＡ／Ｄ変換を指令し、ステッ
プ５ＴＰ８にてその終了を待機し、終了後にはステップ
５ＴＰ７にて変換結果をノック時の振動エネルギに関連
した量にとして格納する。

而して量ＢおよびＫにつき、ステップ５ＴＰ８にて比に
／Ｈの値を求め、さらにステップ５ＴＰ９にて値に／Ｂ
と値ＳＬとの比較を行う。すなわち、Ｋ／Ｂ　＞ＳＬで
あればノック状態、Ｋ／Ｂ≦ＳＬであれば非ノック状態
であると判定することができる。

このように得られた判定結果に基づき点火時期制御を以
下のように行うことができる。

Ｋ／Ｂ　＞ＳＬのとき、すなわち、ノッキングが検出さ
れた場合には、ステップＳ、ＴＰ１０に進み、フラグＫ
ＦＬＧが′°１°゛であるか否かを判定する。ここで、
否定判定、すなわちノッキングが最初に検出された場合
にはステップ５ＴＰ１３に進み、フラグＫＦＬＧをセッ
トする。一方、肯定判定がなされた場合には、ステップ
５ＴＰＩＩにて、例えば、過去の点火回数１４回以内、
すなわち１４サイクル以内にに／Ｂ　＞ＳＬなる場合が
観測されたか否かを判定する。肯定判定の場合にはステ
ップ５ＴＰ１２にて修正量ＡＤＶＦＢＫを１度減じ１点
火時期が１度遅角されるようにする。ステップ５ＴＰＩ
Ｉにて否定判定された場合、ステップＳＴＰ＋２の処理
終了後またはステップ５ＴＰ１３の終了後にはステップ
５ＴＰ１４に進み、ＫＣＮＴの値をクリアして１回の割
込み処理を終了する。

Ｋ／Ｂ≦ＳＬの場合、すなわち、ノッキングが検出され
なかった場合には、ステップ５ＴＰ２０に進み、フラグ
ＫＦＬＧが１′°であるか否かを判定する。ここて、肯
定判定であればステップ５ＴＰ２１−５ＴＰ２５から成
る一連の処理を行う。この処理はに／Ｂ　＞ＳＬが観測
された後２８サイクル以上に／Ｂ≦ＳＬの状態が続いた
場合には非ノックと判定するものでれる。　　　　　　
　　（すなわち、ステップ５ＴＰ２１にてＫＣＮＴを渉
進した後、ステップ５ＴＰ２２にてＫＣＮＴの値が２８
を越えたか否かを判定する。ここで、肯定判定であれば
ステップ５ＴＰ２３〜５ＴＰ２５にて、フラグＫＦＬＧ
のリセット、値ＫＣＮＴおよびＢＣＮＴのクリアを行い
、処理を終了する、ステップ５ＴＰ２２にて否定判定が
なされた場合には直ちに処理を終了する。なお、値ＫＣ
ＮＴが１４以上２８未満である場合にノッキングが発生
した場合には、次の割込み処理中ステップ５ＴＰＩＩに
て否定判定がなされ、ＫＣＮＴの値がクリアされるので
、新たに点火時期の遅角制御が行われること“になる。

ステップ５ＴＰ２０にて否定判定がなされた場合には、
ステップ５ＴＰ３０〜５ＴＰ３３から成る一連の処理を
行う。この処理はフラグＫＦＬＧがリセットされてから
に／Ｂ≦ＳＬの状態が２８サイクル以上続いた場合に修
正量ＡＤＶＦＢＫを＋１歩進して点火時期を一度進角さ
せるものである。すなわち、ステップ５ＴＰ３０にて値
ＢＣＮＴを歩進し、ステップ５ＴＰ３１にて値ＢＣＮＴ
が２８を越えたか否かを判定する。ここで肯定判定であ
れば点火時期を１度進角させ、さらにステップＳＴＰ　
３３にてＢＣＮＴのクリアを行い処理を終了し、否定判
定であれば直ちに処理を終了する。

このように得られた修正量ＡＤＶＦＢＫをＩ１０インタ
フェース回路２０１に送出することにより、点火装置１
２の最適な点火制御を行うことができることになる。

なお、ステップ５ＴＰＩＩにおいて、Ｋ／Ｂ　＞ＳＬな
る場合が１４サイクル以内に観測されたときにノッキン
グと判定するようにしたのは、トレースノック時には実
験結果の一例によれば略？／１００の割合で基準値をこ
えるに／Ｂ値が観測されるので、確率的に１００／？　
”？１４回に１回の割合でこの条件がおこることになる
ということに基づくものである。そこで、この値を例え
ばライトノックの場合は１００／１［１￥６、ミディア
ムノックの場合は１００／２５＝４とすることにより、
エンジンを所望のノックレベルに制御することができる
ことになる。このことは、本出願人による実験によって
確認されている。すなわち、このように、ノック発生の
割合または周期を適切に定めることにより、精度良くノ
ッキングレベルの制御を行うことができる。

よく知られているように、エンジンをノッキング限界で
運転することは燃焼効率の上から非常に好ましい。した
がって本発明のように７ノツキングレベルをきわめて高
い精度で判定できるようになる結果、ノッキング限界ぎ
りぎりでの高効率運転に反映させることができる点火時
期の制御が可能となるのである。

もちろん本発明は、点火時期の制御に用いられるだけで
なく、ノッキングに影響を与え得るその他のエンジンの
運転パラメータ、例えば空燃比の制御などにも適用する
ことができる。

なお、上述実施例中ステップＳＴＰ　１２および５ＴＰ
３２の処理に関して、修正量ＡＤＶＦＢＫの値に制限を
設け、それぞれ点火時期が所定値以上進角および遅角し
ないようにすることも容易である。

また、本発明を特開昭５７−２１２３４９号の発明に適
用する場合には、その角度一致割込みによるプログラム
５２００内で修正量ＡＤＶＦＢＫがＩ１０インタフェー
ス回路２０１に書き込まれるようにすればよい。

さらに、この点火角修正量ＡＤＶＦＢＫが算出されるの
は、クランク角基準信号の１ｏ度前であり、−また点火
時期がＩ１０インタフェース回路２０１にセットされる
のは基準信号入力時であるので、点火の毎に最新の修正
量が制御出力に反映されることになる。

［効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、エンジンの
１燃焼サイクル毎に燃焼圧力振動を検出し、その振動か
ら非ノック時およびノック時の燃焼振動エネルギに関連
する物理量を得て、それら物理量の比からノック判定を
行うようにしたので、ノッキング判定を、聴貢による官
能評価に忠実に、容易かつ精度高く行うことができる効
果が得られる。

また、物理量の比をエンジンの運転条件に応じて定めた
基準値と比較し、その比較結果に基づいてエンジンの点
火時期を制御するようにしたので、エンジンの燃焼効率
、特にトルク特性を改善　　　　　（でき、以て燃費お
よび運転性能を向上できるとぅ効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はノック時および非ノック時におけるエンジンの
燃焼圧力振動のパワースペクトルの一例を示す線図、 第２図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、非ノック時お
よびノック時における所定帯域の筒内圧振動の例を示す
信号波形図、 第３図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、第２図（Ａ）
および（Ｂ）に示す信号の積分信号を示す波形図。 第４図はノック時および非ノック時の筒内圧振動エネル
ギに関連した物理量の比の発生頻度の一例を示す線図、 第５図は本発明ノッキング判定装置の一実施例を示すブ
ロック図、 第８図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれノッキングセレ
サの一構成例を示す正面図および平面図、第７図はその
センサ出力を電圧信号に変換し、増幅するチャージアン
プの構成の一例を示す回路図、 第８図は本発明の主要部の一構成例を示すブロック図、 第８図はその各部の信号状態を示すタイミング火時期修
正量決定の手順の一例を示すフローチャート、 第１１図は各種ノック状態に対応したエンジン回転数と
パワーレベルとの関係を示す線図である。 １・・・チャージアンプ、 ２・・・バンドパスフィルタ、 ３・・・非ノック時振動エネルギ検出回路、４・・・ノ
ック時振動エネルギ検出回路、５・・・演算器、 ６・・・比較器、 ７・・・比較基準値発生器、 ８・・・修正量算出器、 ８・・・点火時期制御装置、 １０・・・筒内圧センサ、 ＋１・・・クランク角センサ、 １２・・・点火装置、 １０３．１０８・・・積分器、 １０４．１０５，１０７，１０８・・・プリセッタブル
カウンタ、 １０９．１１０・・・フリップフロップ、２００・・・
マイクロコンピュータ、 ２０１・・・Ｉ１０インタフェース、 ２０２　・ＭＰＵ、 ２０３・・・ＲＯＭ、 ２０４・・・ＲＡＭ。 バま　告 第２図 （Ａ） 第３図 ＴＤＣ−４０°　　　　　ＴＤＣ＋４０’１２ω　　　
　２４００　　　３６００エンジン目＠牧（ｒｐｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）内燃機関の燃焼圧力振動を検出する検出手段と、 当該検出された燃焼圧力振動から非ノック時の燃焼振動
   エネルギに関連した第１物理量を得る第１手段と、 前記検出された燃焼圧力振動からノック時の燃焼振動エ
   ネルギに関連した第２物理量を得る第２手段と、 前記第１物理量と前記第２物理量との比から前記内燃機
   関のノッキングの有無を判定する判定手段とを具えたこ
   とを特徴とする内燃機関のノッキング判定装置。 ２）前記判定手段は、前記内燃機関の運転条件に応じて
   定めた比較基準値と前記比とを比較してノッキングの有
   無の判定を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の内燃機関のノッキング判定装置。 ３）前記判定手段は前記比が前記比較基準値を越える頻
   度からノッキングの有無の判定を行うことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の内燃機関のノ
   ッキング判定装置。 ４）前記第１および第２手段は、それぞれ、前記燃焼圧
   力振動の所定周波数帯域の信号を、圧縮上死点前の所定
   のクランク角範囲および圧縮上死点後の所定のクランク
   角範囲で積分することにより、前記第１および第２物理
   量を得ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第３項のいずれかの項に記載の内燃機関のノッキング判
   定装置。 ５）内燃機関の燃焼圧力振動を検出する検出手段と、 当該検出された燃焼圧力振動から非ノック時の燃焼振動
   エネルギに関連した第１物理量を得る第１手段と、 前記検出された燃焼圧力振動からノック時の燃焼振動エ
   ネルギに関連した第２物理量を得る第２手段と、 前記第１物理量と前記第２物理量との比と前記内燃機関
   の運転条件に応じて定めた比較基準値とを比較してノッ
   キングの有無の判定を行う判定手段と、 当該判定結果に応じて前記内燃機関の点火時期を修正す
   る修正手段とを具えたことを特徴とする内燃機関のノッ
   キング判定装置。