JPH0392569A - 内燃機関のノッキング検出装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、内燃機関のノッキング検出装置に係り、詳し
くは、ノッキングの検出方法を改良し、筒内の圧力変化
波形から１サイクル毎のクランク角に対する熱発生を演
算し、例えば、正常燃焼による熱発生とノッキングによ
る熱発生との比を取り、この値によってノックの強度を
判定するノッキング検出装置に関する。

（従来の技術） 車両や機関の制御に電子制御技術が大々的に用いられる
ようになってからは、ノッキングに対する取り組み方も
多様になってきており、以前のようなノッキングの発生
を燃焼室の形状やガス流動などの改良・燃料のオクタン
価を高くすることなどにより低減する手法に加えて、走
行状態に応じて点火時期を人間の耳には感じない程度の
軽微なノソキングの発生する限界付近まで進めるように
制御し、燃料性状の違いや機関の要求オクタン価の経時
変化に拘らず、その条件ごとの改良の燃費や動力性能を
得ようとする、ノッキング制御技術が量産車にも用いら
れるようになってきている。

近時は、このノ７キング制御技術を六気筒機関の気筒ご
とに通用したものも出現している。また、最近の電子制
御によるオンボード・ノッキング制御では、ノッキング
の検出と定量化技術が重要となっている． 自動車用として車載可能と考えられるノッキング検出法
は検知する物理量によって分類され、筒内圧力、エンジ
ン振動、燃焼光、ノッキング音、シリンダ内イオン電流
等の各種の方法がある。

このうち代表的な従来の内燃機関のノッキング検出装置
としては、例えば「自動車技術Ｊ　１９８６Ｖｏ　１．
４０　　ＮＯＩＩに記載されたものがある。この装置で
は、点火プラグに筒内圧センサを取り付け、筒内圧セン
サの出力に基づく燃焼室内圧力変化波形のうちからノッ
キング周波数付近の高周波成分を検出して、その振動強
さを数値化し、統計処理によりノッキングレベルを決定
している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の内燃機関のノッキング
検出装置にあっては、筒内圧センサによる検出振動が取
付位置、センサ種頚、センサ形式、検出気筒により影響
を受けるため、エンジンの機種毎にノック検出のロジッ
クを適合させる必要があり、工数の増加、コストの増加
を招く他、ロジンクの適合が十分でない場合は検出精度
が悪化するという問題点があった。

また、従来のノッキング検出方法に用いられている筒内
圧センサは、エンジンに特殊加工を必要としない点で、
有効性大であるが、燃焼圧力に加え、エンジン本体の振
動、回転による機械的振動をも含むため、センサ出力か
ら得られる高周波信号成分を利用する方法では、ノイズ
となる振動分を分離するのに困難があり、したがって、
正規のノソク威分を正確に検出できず、検出精度が十分
でないという問題点があった。

例えば、高回転になると高周波の振動成分が増加し、特
に正規のノック戒分を分離するのが困難になる。

（発明の目的） そこで本発明は、センサで検出した燃焼室圧力の高周波
戒分をカントした圧力変化波形から１サイクル毎のクラ
ンク角に対する熱発生を演算し、例えば正常燃焼による
熱発生とノッキングによる熱発生の比をとり、この値に
よってノックの強度を判定することにより、エンジン機
種、センサ出力の個体差に拘らず、しかもロジンクを変
更することなしに工数やコストの低減を図り、かつ検出
精度を向上させることを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明による内燃機関のノッキング検出装置は上記目的
達威のため、その基本概念図を第１図に示すように、燃
焼圧力若しくはこれに比例して変化する信号を出力する
圧力検出手段ａと、圧力検出手段ａの出力から所定の高
周波戒分を除去する除去手段ｂと、エンジンの運転状態
を検出する運転状態検出手段Ｃと、エンジンのクランク
角を検出するクランク角検出手段ｄと、圧力検出手段ａ
で検出した燃焼圧力の高周波威分を除去した圧力変化波
形およびエンジンの運転状態に基づいて１サイクル中の
クランク角に対する全熱発生を演算する全熱演算手段ｅ
と、１サイクル中におけるノッキングによる熱発生の開
始点を特定する開始点特定手段ｆと、■サイクル中にお
けるノソキングによる熱発生を演算するノソク熱演算手
段ｇと、１サイクル中の正常燃焼による熱発生又は全熱
発生のうち１つ以上のものとノッキングによる熱発生と
の比を演算し、この比に基づいてノソキング強度を判定
するノック強度判定手段ｈと、を備えている。

（作用） 本発明では、圧力検出手段により検出した燃焼室圧力の
高周波成分をカントした圧力変化波形から１サイクルの
クランク角に対する熱発生が演算され、その後、正常燃
焼による熱発生（又は全熱発生でもよい）とノッキング
による熱発生との比が求められ、この比に基づいてノッ
ク強度が判定される。

したがって、従来のように振動強さを数値化するのと異
なり、クランク角に対する熱発生の変化に基づいている
から、エンジン機種、センサ出力の個体差に拘らず、し
かもロジックの変更を要せずに精度良くノッキングを検
出することが可能になる。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜９図は本発明に係る内燃機関のノッキング検出装
置の第１実施例を示す図であり、本発明を燃焼制御装置
に適用した例である。

まず、構或を説明する。第２図は燃焼制御装置の全体構
威図であり、この図において、１はエンジンであり、吸
入空気はエアクリーナ２から吸気管３を通して各気筒に
供給され、燃料は噴射信号Ｓｉに基づきインジェクタ４
により噴射される。

気筒内の混合気は点火信号Ｓｐに基づく点火ブラグ５の
放電作用によって爆発、燃焼し、排気になって排気管６
から排出される。

エンジンｌに吸入される空気流置Ｑａはエアフローメー
タ７により検出され、吸気管３内の絞弁８によって制御
される。また、吸気管３内の吸入負圧（ブースト）は吸
気圧センサ９により検出され、エンジン１のクランク角
はクランク角センサ（クランク角検出手段）　１０によ
り検出される。なお、クランク角センサｌＯの出力パル
スを計数することにより、エンジン回転数Ｎが算出され
る。

排気中の酸素濃度は排気管６に設けた酸素センサ１１に
より検出され、ウオータジャケトを流れる冷却水の温度
は水温センサ１２により検出される。

さらに各気筒のＰ′焼圧力（筒内圧）は筒内圧センサ（
圧力検出手段）１３により検出され、筒内圧センサ１３
は点火ブラグ５の座金として締付・固定されている。な
お、燃焼圧力に比例して変化する信号を発生するもので
あれば、筒内圧センサｌ３に限らず、例えば点火ブラグ
５の本体に感圧素子を内蔵したようなものでもよい。

上記エアフローメータ７、吸気圧センサ９、クランク角
センサ１０、酸素センサｌ１および水温センサｌ２は運
転状態検出手段１４を構威しており、運転状態検出手段
１４および筒内圧センサ１３からの出力はコントロール
ユニット２０に入力サレル。コントロールユニット２０
はマイクロコンピュータヤ電子回路によって構威され、
ノッキングの検出や該検出効果に基づくノック抑制制御
およびその他の燃焼制御に必要な処理値を演算し、前記
噴射信号Ｓｉや点火信号Ｓｐを出力する。

ここで、コントロールユニット２０の機能のうち、特に
ノソキング検出に関連する部分の構成は第３図のように
示される。第３図において、筒内圧センサｌ３の出力信
号は高周波カントフィルタ２１に入力されて所定の高周
波戒分が除去された後、Ａ／Ｄ変換器２２によってＡ／
Ｄ変換され、ノック強度演算回路２３に入力される。高
周波成分を力・ノトするのはノッキングの検出に際して
ノイズ戒分を有効に除去するためであり、高周波成分を
カットするためのカフトオフ周波数は第４図に示すよう
にエンジン回転数Ｎに比例して変化させている．具体的
には、運転状態検出手段１４の出力のうちから特にクラ
ンク角センサ１０の出力にもとづいてエンジン回転数Ｎ
を算出し、この算出結果によりフィルタ選定回路２４が
第４図の特性から最適な力７｝オフ周波数を選定して高
周波カットフィルタ２１にその旨を出力し、高周波カッ
トフィルタ２ｌはこの選定された周波数帯の高周波戒分
をカットする。

なお、高周波カットフィルタ２ｌとしては、例えばアナ
ログフィルタが用いられる．このフィルタは抵抗成分が
周波数依存性を持つ素子の組み合わせで、入力信号の減
衰比に周波数依存を持たせることにより、任意の周波数
域を透過又は、遮断するものであり、フィルタの種類と
しては、ペソセルフィルタやバタワースフィルタがある
。上記高周波カットフィルタ２１およびフィルタ選定回
路２４は除去手段２５を構戒する。

ノック強度演算回路２３には運転状Ｂ検出千段１４から
の信号も入力されており、ノック強度演算回路２３は熱
発生演算部（全熱演算手段に相当）２６、ノッキング熱
発生開始点検出部（開始点特淀手段に相当）２７、ノッ
ク部熱発生演算部（ノック熱演算手段に相当）２８およ
びノック強度演算部（ノック強度判定手段に相当）２９
により構戒さる。熱発生演算部２６は筒内圧センサ１３
で検出した燃焼圧力の高周波成分を除去した圧力変化波
形からエンジンｌの運転状態に基づいて１サイクル中の
クランク角に対する全熱発生を演算し、ノ・ノキング熱
発生開始点検出部２７は１サイクル中におけるノッキン
グによる熱発生の開始点を特定する。また、ノック部熱
発生演算部２８は１サイクル中におけるノッキングによ
る熱発生を演算し、ノック強度演算部２９はｌサイクル
中の全熱発生とノッキングによる熱発生との比を演算し
、この比に基づいてノツキングの強度を判定し、判定結
果をノックキング強度信号出力回路３０に出力する．ノ
ックキング強度信号出力回路３０は該判定結果に対応す
るノック強度信号を発生してコントロールユニット２０
内の点火時期制御回路（図示略）に出力し、ノック抑制
制御の情報に用いられる。また、ノフキング制御のみな
らず、例えばノックを検出するためのデータとしてノッ
ク強度入力計への入力データとして用いられることもあ
る。

次に、作用を説明する。

エンジンｌが運転を開始すると、各気筒の燃焼室内の燃
焼圧力が変化し、ｌサイクル毎に燃焼圧力のピークが現
れる。この場合の熱発生の演算は第５図に示すように高
周波成分を除去された燃焼圧力信号の値がノック検出状
態における燃料基本噴射量Ｔｐ若しくは吸入負圧（ブー
スト）や吸入空気量の関数として計算される値ＰＯ Ｐｏ＝ｆ　ｕｎｃ　　（Ｔｐ　ｏｒ　Ｂｏｏｓ　ｔ）を
超えた点から開始される。

熱発生量の計算は、具体的には次のようにして行われる
。いま、第６図に示すようにシリンダ３１についてスト
ロークボリウムをＶＳＴ，燃料室ボリウムをＶＣ、コン
ロッドの長さをＣＬ、半径をｒとすると、圧縮比ｒｅは ＶＣ＋ＶＳＴ ＶＣ で表され、これから第７図に示すようにあるクランク角
θにおける総合のボリウムＶ（θ）はなる式で表される
。また、第７図に示すように圧縮行程中の燃焼圧力波形
からＴＤＣ前６０’　と４４゜に相当する燃焼圧力Ｐ，
，Ｐ，とその点のボリウムＶ，，Ｖ．とからボリトロー
ブ指数ＰＮをｊ！ｎＶ，　　−ｌｎＶｚ として計算する．さらに、実際上は単位クランク角毎の
燃焼圧力Ｐ　（１）とボリウムＶ　（１）が順次演算さ
れて全熱発生量が求められるが、各単位クランク角毎の
演算は、例えば第８図（ａ）に示すようにＰ　（１）　
、Ｖ　（１）に対し、次のクランク角ではＰ　（１＋１
）　、Ｖ　（１＋１）として計算され、このような圧力
変化の内訳には第８図（ｂ）に示すようにタイミングｔ
，　　（ｒに相当）とタイミングｔｔ　　（１＋１に相
当）とでは、燃焼による圧力増加とピストン運動による
圧力増加の両方が含まれている。そして、熱発生量の演
算に必要な１つの係数ＦＫを 但し、Ｃｖ：定積比熱 Ｒ：気体定数 とし、圧縮開始点のストロークボリウムをＶ　（１）＝
ＶＳＴ とすると、全熱発生量ＱＡは Ｎ ＱＡ　＝Σ　　　Ｆｗ．　　Ｘ　　［　　｛Ｐ　　（１
＋１）　　　Ｐ■＝１ （Ｉ）｝ なる式により求められる。

次に、ノッキングによる熱発生部分の演算を行うが、ノ
ッキングによる熱発生部は第９図にハンチングで示すよ
うな部分となる。この場合、ノッキングによる熱発生部
の開始点としてクランク角に対する熱発生変化の変曲点
で熱発生開始点と終了点の中点、又は圧縮上死点（若し
くは点火時期）より遅れた変曲点をノックによる熱発生
開始点として用いる。このような方法でノック開始点を
決めることにより、実際の燃焼状態にマンチして精度良
く開始点の特定が行われる。一方、ノッキングによる熱
発生の終点としてはクランク角に対する熱発生が０とな
る点を用いる。そして、ノッキングによる熱発生ＩＱＩ
ｌは、ノック開始点と終了点を直線で結び、この直線を
超える熱発生部分（ハッチング部分）として求める。

このようにして各熱発生量ＱＡ，Ｑｍが演算されると、
次いでノック強度演算部２９で全熱発生ＱＡとノッキン
グによる熱発生Ｑ．との比ＳをＱＩＩ Ｑ＾ なる式から求め、この比Ｓに基づいてノック強度を判定
する。したがって、従来のように振動強さを数値化して
ノッキングを検出するのとは、異なり、あくまでもクラ
ンク角に対する熱発生の変化に基づいているから、エン
ジン機種、筒内圧センサエ３の取付位置、センサ出力の
個体差等に拘らず、しかも検出ロジンクの変更を要せず
に精度良くノッキングを検出することができる。

また、振動戒分を検出対象としていないことから、振動
に基づくノイズ戒分の影響を受けず、従来に比して格段
とノッキングの検出精度を向上させることができる。特
に、高回転域で高周波の振動成分が増加しても正規のノ
ック成分を熱発生の分析によって分離でき、検出精度が
向上する。その結果、ノッキング検出のロジック開発の
工数の低下、コストの低下を図ることができる。

なお、上記実施例では比Ｓを全熱発生ＱＡを分母として
、演算しているが、これに限るものではなく、例えば正
常燃焼による熱発生（ＱＡ−Ｑｌ　）を演算し、これを
分母として なる式から比Ｓを求めるようにしてもよい．次に、第１
０図は本発明の第２実施例を示す図であり、この実施例
では除去手段３５の構戒が第１実施例と異なっている。

すなわち、除去手段３５は高周波カットフィルタ３６お
よびフィルタ選定回路２４により構威され、高周波カッ
トフィルタ３６はフーリエ変換回路３６ａとフーリエ逆
変換回路３６ｂからなり、高周波カットフィルタ３６の
前段にＡ／Ｄ変換器２２が配置される。そして、高周波
カットフィルタ３６はＡ／Ｄ変換器２２によりＡ／Ｄ変
換された入力信号を各項が各周波数に対応する多項式で
あるフーリエ級数に展開し、この項のうち遮断しようと
する周波数域に相当する項を削除した多項式を算出し、
さらにこの式から再び信号を構戒することにより、任意
の周波数域を透過又は遮断する。

このような構戒によっても第１実施例と同様の効果を得
ることができる． 次に、第１１〜１４図は本発明の第３実施例を示す図で
あり、本実施例はノック開始点の検出方法に特徴がある
。第１１図は主要部のブロック構或図であり、第１実施
例と異なる部分のみを示している。

第１１図において、筒内圧センサｌ３の出力は途中で分
岐してハイパスフィルタ４１にも入力されており、ハイ
バスフィルタ４１は圧力振動信号のうちから所定の高周
波威分のみを通過させて比較器４２に出力する。比較器
４２の他方の入力端子には所定の基準値が入力されてお
り、比較器４２は圧力振動信号の高周波威分、すなわち
所定の高周波振動が基準値を超えると“Ｈ”レベルの信
号をゲート４３に出力する。ゲート４３は比較器４２の
出力が′Ｈ”レベルであるとき、クランク角センサ１０
により検出されるクランク角を読み込んでノック検出フ
ラグＦＫＮを立てるための判断となる同期信号をノック
強度演算回路４４に出力し、ノック強度演算回路４４は
、該同期信号に応答して第１実施例と同様の処理に加え
てノック検出フラグＦＫＨに関連する処理を行う。上記
比較器４２およびゲート４３は開始タイミング設定手段
４５を構威している。本実施例ではハイパスフィルタ４
１，開始タイミング設定手段４５およびノ７ク強度演算
回路２３の中のノッキング熱発生開始点検出部２７が協
動して開始点特定千段４６を構威している。その他は第
１実施例と同様である。

次に、作用を説明する。

第１２図はゲート４３の出力が“Ｈ”レベルとなるタイ
くングに同期して実行されるフローチャートであり、ノ
フク検出フラグＦＫＮの処理プログラムである。

まず、ステップＳｌで今回のクランク角θを読み込み、
ステップＳ１でクランク角θを所定値θ，と比較する。

θ，は、例えばＴＤＣ付近に設定される。θよθ，のと
きは、次いでステンブＳ３でクランク角θを所定値θ４
と比較する。θ４は、例えば５０’ＡＴＤＣに設定され
る。このようにθ，とθ４を設定するのは、第１３図に
示すように筒内圧センサ１３の振動威分のうち特に高周
波振動波形はノッキングの開始クランク角度にほぼ一致
してそのレベルが急変することが本発明者の実験等によ
って確認されており、かかる事実によれば大旨ＴＤＣか
らＡＴＤＣ５０゜の間でノッキングが起き易くなってい
る。したがって、ゲート４３の出力信号に同期し、かつ
クランク角θがθ，〜θ４の間にあればノック発生と判
断し、ステップｓ５でノック検出フラグＦＫＮを“ｌ”
にセットし、θ，〜θ４の区間から外れるとステンブＳ
４でノンク検出フラグＦＫＮを“０″にリセットしてル
ーチンを終了する。

第ｌ４図はノック強度判定のプログラムを示すフローチ
ャートであり、本プログラムは単位クランク角（例えば
１℃Ａ）に同期して実行される。

まず、ステップＳ．でクランク角θを読み込み、ステッ
プＳＩＲで今回のクランク角θを所定値θ．と比較する
。θ１は、例えば第１３図に示すように点火タイミング
のクランク角に設定される。θ≧０１のときは、次いで
ステンブＳＩ３でクランク角θを所定値θ２と比較する
。θ２は、例えば第１３図に示すように膨脹下死点ＢＤ
Ｃに設定される。

これは、ハイパスフィルタ４１を通過させてノンク開始
点を特定するためのクランク角は、点火クランク角から
ＢＤＣまでの間に限られるという状況にマツチさせるた
めである。したがって、今回のクランク角θがθ，〜θ
２の間にあればステップＳ＋４でノック検出フラグＦＫ
Ｎが立っているか否かを判別し、θ，〜θ２の間になけ
れば今回のルーチンを終了する。ステップＳ．でＦＫＮ
＝１のときはノッキングが発生してそれに対応する熱発
生があると判断し、ステップＳｌｓでノック部の熱発生
（第１３図のハンチング部分）Ｑ．を演算し、一方、Ｆ
ＫＮ＝０のときはステップＳ４で非ノック部の熱発生Ｑ
ｃを演算する。なお、Ｑ，は全熱発生ＱＡからノック部
全熱発生Ｑ，を減じたものである．次いで、ステップＳ
ｌ？でノック強度算出のために上記両者の比Ｓを ＱＣ として求め、ステンブＳｌｌ＋で比Ｓからノックレベル
を判定し、これに相当するノック強度信号を出力してル
ーチンを終了する。

したがって、本実施例では燃焼室内圧力振動波形から所
定の高周波成分を抽出し、その振動波形から高周波振動
が開始するクランク角をノッキング開始クランク角とし
てノック開始を特定しているので、前記実施例に比べて
より正確にノック部熱発生Ｑ８を演算でき、ノッキング
検出の精度がより一層向上するとう効果がある。

次に、第１５〜１７図は本発明の第４実施例を示す図で
あり、本実施例では、ボリトローブ指数の演算方法に特
徴がある。

第１５図は主要部のブロック構成図であり、第１実施例
と異なる部分のみを示している。第ｌ５図において、Ａ
／Ｄ変換器２２の出力はポリトローブ指数演算回５１に
入力されており、ボリトローブ指数演算回５１はクラン
ク角センサ１０の出力に基づき１サイクル毎に圧縮行程
中の筒内圧波形からボリトロープ指数を計算し、その値
をノック強度演算回路５２に出力する。ノック強度演算
回路５２は第１実施例と同様の処理に加えて、特にポリ
トローブ指数についてはボリトローブ指数演算回路５ｌ
の演算結果を採用して熱発生の演算を行う。本実施例で
は、ポリトロープ指数演算回路５１およびノック強度演
算回路５２の中の熱発生演算部２６が協動して全熱演算
手段５３を構威している。その他は第１実施例と同様で
ある。

最初に、本実施例の背景を説明すると、前述の第ｌ実施
例ではボリトローブ指数を計算するのに実際上は数１０
０サイクルの燃焼圧力を検出し、それを平均化してボリ
トロープ指数を演算しており、これにより滑らかな線図
を描けるという利点のもとに熱発生の演算を行っている
。しかし、この方法によると、所定クランク角でのボリ
トロープ指数の演算であるから、例えば筒内圧信号の微
かなノイズや変動により上記所定クランク角の燃焼圧力
が影響を受けるため計算値にばらつきが出ることがあり
、ノッキングの検出精度が低下することも考えられる。

そこで本実施例では、１サイクル毎にボリトロープ指数
を演算するとともに、所定クランク角前後の筒内圧検出
値からその平均値を求めることで、ポリトローブ指数の
演算精度を高め、結果的に熱発生の演算を正確なものと
している。

第１６図はノック強度判定のプログラムを示すフローチ
ャートであり、本プログラムは所定クランク角、例えば
ｌ燃焼サイクルが終了した時点のクランク角を基準とし
てスタートし、実行される。

まず、ステップＳＺ＋で第１の所定クランク角における
筒内圧Ｐ，の平均値Ｐ，を次式に従って演算する。

Ｎ ？Ｐ．＋．　　＋・・・・・・＋ＰＩＴＨ）但し、１−
Ｎ〜１千Ｎ：圧縮行程中のクランク角 次いで、ステップＳ２■で第２の所定クランク角におけ
る筒内圧Ｐ２の平均値Ｐ２を同様に次式に従って演算す
る。

？ ＋Ｐｔ＋＋　　＋・・・・・・＋　Ｐｚ＋ｓ）但し、２
−Ｎ〜２千Ｎ：圧縮行程中のクランク角 上記ステップＳ■＋Ｓ１ｔにおける各クランク角と筒内
圧波形との関係は、第１７図のように示され、同図は主
要部分を拡大したものである。次いで、ステンブＳ．で
次式に従ってボリトローブ指数ＰＮを演算する。

？いで、ステップＳ■では上式により求めたボリトロー
ブ指数を用いて第１実施例と同様の演算式で１サイクル
中の熱発生を演算し、ステップＳＺＳでノンク強度を算
出し、さらに、ステップ３２＆でノンクレベルを表すノ
ック強度信号を出力してルーチンを終了する． したがって、本実施例では、第１、第２の所定クランク
角の前後の筒内圧検出値からその平均値を求めてポリト
ロープ指数を１サイクル毎に演算しているので、筒内圧
信号のノイズや変動の影響に拘らず熱発生の演算精度高
めて、ノッキング検出の精度をより一層向上させること
ができる。

次に、第１８、１９図は本発明の第５実施例を示す図で
あり、本実施例はポリトロープ指数の演算に学習値を用
いるようにしたものである。第１８図は主要部のブロソ
ク構戒図であり、第１実施例と異なる部分のみを示して
いる。第１８図において、運転状態検出手段１４の出力
の一部はポリトローブ指数演算回路６１に入力されてお
り、ポリトローブ指数演算回路６１はエンジン負荷（吸
入空気量又はプースト）およびエンジン回転数に基づい
てポリトローブ指数を演算してその結果をボリトローブ
指数学習回路６２に出力し、ボリトロープ指数学習回路
６２はボリトローブ指数を学習して記憶する。

ノック強度演算回路６３は第１実施例と同様の処理に加
えて、特にボリトローブ指数についてはボリトローブ指
数学習回路６２の学習値を採用して熱発生の演算を行う
。本実施例ではポリトローブ指？演算回路６１，ボリト
ロープ指数学習回路６２およびノック強度演算回路６３
の中の熱発生演算ブロック２６が協動して全熱演算手段
６４を構威している。

その他は第■実施例と同様である。

第１９図はノック判定のプログラムを示すフローチャー
トである。まず、ステップＳ■で第１回毎（１サイクル
毎）のボリトロープ指数ＰＮＮを次式に従って演算する
。

ＪｎＶ１　　　／ｎＶｚ 次いで、ステップＳ３！でエンジン負荷とエンジン回転
数をパラメータとして運転領域毎に区分されたテーブル
マップから今回の運転領域に対応するボリトローブ指数
の基準値ＰＮｏをルックアップする。該基準値ＰＮａは
予め実験等を通して最適値がストアされているものであ
る。ステップＳ３３では同様にエンジン負荷と回転数を
パラメータとするテーブルマップから学習補正値ΔＰＮ
Ｌをルンクアップする．この学習補正値ΔＰＮＬは基準
値ＰＮｏをそのときの運転条件や環境条件等によ？て補
正するためのものである。次いで、ステップＳ３４で次
式に従って学習ボリトロープ指数ＰＮ１を演算する。

ＰＮ１＝ＰＮＯ　＋ΔＰＮＬ 次いで、ステソブｓｅｔｓで次式に従って今回のポリト
ローブ指数ＰＮを演算する。

ｎ−ａａ ＰＮセ　　　　　・ＰＮ１＋■・ＰＮＮｎ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　ｎ但し、ａ：反映割合（
Ｑ　＜　ａ　＜　ｎ）ｎ：定数 この演算により実際の検出値ＰＮＮと学習値ＰＮ１とに
よってボリトローブ指数ＰＮが求められることになるが
、学習により環境条件の変動に拘らずスムーズにボリト
ローブ指数の演算が可能になるとともに、その精度も極
めて高くなる。次いで、ステップ３３６で次式に従って
学習補正ストア値ΔＰＮＬＬを ΔＰＮＬＬ＝ＰＮ−ＰＮＩ なる式から演算し、ステップＳ３フでこの演算値をΔＰ
ＮＬ学習テーブルに学習結果としてストアす？．次いで
、ステップＳ３．では上式により求めた今回のボリトロ
ープ指数ＰＮを用いて第１実施例と同様の演算式で１サ
イクル中の熱発生を演算し、ステソブＳ■でノック強度
を算出し、さらにステップＳ４。でノックレベルを表す
ノック強度信号を出力してルーチンを終了する． したがって、本実施例ではボリトローブ指数ＰＮの演算
に学習値を用いているので、いわゆる学習による各種の
効果、例えば演算値の信頼性、高精度、演算の高速性等
の効果を得ることができ、ノッキングの検出精度をより
一層高めることができる。

（効果） 本発明によれば、エンジン機種、センサの取付位置、セ
ンサ出力の個体差等に拘らず、しかも検出ロジックの変
更を要せずに精度良くノッキングを検出することができ
、ノッキング検出の工数およびコストを低下させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２〜９図は本発明に係
る内燃機関のノッキング検出装置の第ｌ実施例を示す図
であり、第２図はその全体構威図、第３図はその主要部
のブロック構成図、第４図はそのカントオフ周波数の特
性を示す図、第５図はその熱発生演算の開始点を説明す
る図、第６図はその圧縮比の算出を説明する模式図、第
７図はその燃焼圧力波形の一部を示す図、第８図（ａ）
（ｂ）はその燃焼圧力の増加を説明する図、第９図はそ
の熱発生の演算を説明する図、第１０図は本発明に係る
内燃機関のノッキング検出装置の第２実施例を示す主要
部のブロック構威図、第１１〜１４図は本発明に係る内
燃機関のノッキング検出装置の第３実施例を示す図であ
り、第１１図はその主要部のブロック構成図、第ｌ２図
はそのノック検出フラグの処理プログラムを示すフロー
チャート、第１３図はそのノック開始点を説明する波形
図、第１４図はそのノック強度判定のプログラムを示す
フローチャート、第１５〜１７図は本発明に係る内燃機
関のノッキング検出装置の第４実施例を示す図であり、
第ｌ５図はその主要部のブロック構或図、第１６図はそ
のノック強度判定のプログラムを示すフローチャート、
第１７図はそのクランク角と筒内圧波形の演算値との関
係を説明する図、第１８、１９図は本発明に係る内燃機
関のノッキング検出装置の第５実施例を示す図であり、
第１８図はその主要部のブロック構威図、第１９図はそ
のノック強度判定のプログラムを示すフローチャートで
ある。 １・・・・・・エンジン、 ４・・・・・・インジエクタ、 ５・・・・・・点火プラグ、 ７・・・・・・エアフローメータ、 ９・・・・・・吸気圧センサ、 １０・・・・・・クランク角センサ、 １３・・・・・・筒内圧センサ（圧力検出手段）、ｌ４
・・・・・・運転状態検出手段、 ２０・・・・・・コントロールユニット、２１、３６・
・・・・・高周波カントフィルタ、２２・・・・・・Ａ
／Ｄ変換器、 ２３・・・・・・ノック強度演算回路、２４・・・・・
・フィルタ選定回路、 ２５、３５・・・・・・除去手段、 ２６・・・・・・熱発生演算部（全熱演算手段）、２７
・・・・・・ノッキング熱発生開始点検出部（開始点特
定手段）、 ２８・・・・・・ノック部熱発生演算部（ノック熱演算
手段）、 ２９・・・・・・ノック強度演算部（ノック強度判定手
段）、 ３０・・・・・・ノソク強度信号出力回路、４１・・・
・・・ハイパスフィルタ、 ４２・・・・・・比較器、 ４３・・・・・・ゲート、 ４４、５２、６３・・・・・・ノック強度演算回路、４
５・・・・・・開始タイミング設定手段、４６・・・・
・・開始点特定手段、 ５ｌ、６ｌ・・・・・・ボリトローブ指数演算回路、５
３、６４・・・・・・全熱演算手段、６２・・・・・・
ボリトロープ指数学習回路。 第 ４ 図 エンジン回転数［ｒｐｍ］ 第 ５ 図 以降となる クランク角 第 ６ 図 第 ７ 図 第 ８ 図 （２１） （ｂ） 第 １２ 図 第 １３ 図 θ４ 第 １４ 図 第 １６ 図 第 １９ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）燃焼圧力若しくはこれに比例して変化する信号を出
   力する圧力検出手段と、 ｂ）圧力検出手段の出力から所定の高周波成分を除去す
   る除去手段と、 ｃ）エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
   、 ｄ）エンジンのクランク角を検出するクランク角検出手
   段と、 ｅ）圧力検出手段で検出した燃焼圧力の高周波成分を除
   去した圧力変化波形およびエンジンの運転状態に基づい
   て１サイクル中のクランク角に対する全熱発生を演算す
   る全熱演算手段と、ｆ）１サイクル中におけるノッキン
   グによる熱発生の開始点を特定する開始点特定手段と、 ｇ）１サイクル中におけるノッキングによる熱発生を演
   算するノック熱演算手段と、 ｈ）１サイクル中の正常燃焼による熱発生又は全熱発生
   のうち１つ以上のものとノッキングによる熱発生との比
   を演算し、この比に基づいてノッキング強度を判定する
   ノック強度判定手段と、を備えたことを特徴とする内燃
   機関のノッキング検出装置。