(57)【要約】【課題】  現状のノックコントロールシステムに新たなセンサ類を追加せずに、人間の聴覚に適合したノッキングの判定が可能な内燃機関のノッキング検出装置を提供する。【解決手段】  ノックセンサを内燃機関に取り付け、内燃機関の運転状態に応じて所定のゲート区間を設定し、ノックセンサからの信号の、このゲート区間における音圧実効値を算出する。そして、この音圧実効値が基準値を越えた時に、内燃機関にノッキングが発生したと判定する内燃機関のノッキング検出装置である。この場合、内燃機関の各運転状態におけるバックグランドノイズ値を算出しておき、音圧実効値からバックグランドノイズ値を減算した値が、予め定められた判定値を越えた時に、内燃機関にノッキングが発生したと判定するようにすることもできる。【選択図】      図１
2005083314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に発生する振動を検出する振動検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じてノッキングを検出するための期間を、前記内燃機関の各気筒の燃焼行程の少なくとも一部を含むゲート区間として設定するゲート区間設定手段と、
前記振動検出センサからの信号の、前記ゲート区間における音圧実効値を算出する音圧実効値算出手段と、
前記音圧実効値が基準値を越えた時に、前記内燃機関にノッキングが発生したと判定するノッキング判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項２】
前記内燃機関のノッキング検出装置が更に、
内燃機関の各気筒内の圧力を検出する筒内圧検出手段と、
前記筒内圧検出手段からの信号波形から、前記ゲート区間がノックサイクルかノイズサイクルかを判定するノックサイクル判定手段とを備え、
前記ノッキング判定手段は、前記ゲート区間がノックサイクルである時に、前記ノッキングの判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項３】
内燃機関に発生する振動を検出する振動検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じて、前記内燃機関の各気筒の燃焼行程の少なくとも一部を含むノッキングを検出するための期間を、ゲート区間として設定するゲート区間設定手段と、
前記振動検出センサからの信号の、前記ゲート区間における音圧実効値を算出する音圧実効値算出手段と、
前記内燃機関の各運転状態におけるバックグランドノイズ値を算出するバックグランドノイズ値算出手段と、
前記音圧実効値から前記バックグランドノイズ値を減算した値が、予め定められた判定値を越えた時に、前記内燃機関にノッキングが発生したと判定するノッキング判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項４】
前記内燃機関のノッキング検出装置が更に、
内燃機関の各気筒内の圧力を検出する筒内圧検出手段と、
前記筒内圧検出手段からの信号波形から、前記ゲート区間がノックサイクルかノイズサイクルかを判定するノックサイクル判定手段とを備え、
前記ノッキング判定手段は、前記ゲート区間がノックサイクルである時に、前記ノッキングの判定を行うことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項５】
前記バックグランドノイズ値算出手段は、前記バックグランドノイズ値を、前記ノイズサイクルにおける音圧実効値の平均値から算出することを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項６】
前記バックグランドノイズ値算出手段は、前記バックグランドノイズ値を、内燃機関にノッキングが発生しない運転条件における音圧実効値の平均値から算出することを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項７】
前記ノッキング判定手段がノッキングの判定に使用する前記判定値が、前記内燃機関の機関回転数の増大に伴って値が大きくなるマップ値であることを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項８】
前記ノッキング判定手段がノッキングの判定に使用する前記判定値が更に、バックグランドノイズの実効値と、前記音圧実効値から前記バックグランドノイズ値を減算した値との関係を示すマップを使用してノッキングの判定を行うことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項９】
前記内燃機関が４気筒であり、
前記振動検出手段が前記機関に１つだけ設けられており、
前記ゲート区間が、各気筒の上死点から１８０°ＣＡの区間であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項１０】
前記内燃機関が４気筒であり、
前記振動検出手段が前記機関に２つ設けられており、
前記ゲート区間が、前記振動検出手段が受け持つ各気筒の上死点から１８０°ＣＡの区間であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項１１】
前記内燃機関がＶ型であり、
前記振動検出手段が前記機関の各バンクにそれぞれ設けられており、
前記ゲート区間が、前記機関の気筒数に応じて、前記振動検出手段が受け持つ各気筒の上死点から（７２０°ＣＡ／気筒数）で決まる角度までの区間であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項１２】
前記ゲート区間が変更可能になっていることを特徴とする請求項９から１１の何れか１項に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項１３】
燃焼行程にない気筒のバンクに取り付けられた前記振動検出手段の検出値が所定の閾値を越えた場合には、このバンクの前記振動検出手段の検出値を、燃焼行程にある気筒のバンクに取り付けられた前記振動検出手段の検出値に加算して、前記ノッキング判定手段がノッキングを判定することを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項１４】
前記振動検出手段の信号出力端子に、可聴帯域の周波数を通過させるバンドパスフィルタが接続されていることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項１５】
前記振動検出手段の信号出力端子に、低周波帯域の周波数をカットするハイパスフィルタが接続されていることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項１６】
前記振動検出手段の信号出力端子に、検出信号にピークが表れる周波帯域のみの周波数を通過させるバンドパスフィルタが接続されていることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項１７】
前記振動検出手段の信号出力端子に、ノッキング音として認識され易い可聴帯域の周波数のみを通過させて強調するための複数個のバンドパスフィルタが接続されていることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項１８】
前記ノッキング判定手段が更にノッキング再判定手段が備えられており、
このノッキング再判定手段は、前記ノッキング判定手段によるノッキングの判定が、前記音圧実効値が基準値の近傍にある状態、或いは、前記音圧実効値から前記バックグランドノイズ値を減算した値が前記判定値の近傍にある状態で行われた場合に、前記音圧実効値の高周波成分の有無を判定し、前記ノッキング判定手段がノッキングが発生したと判定した場合でも、前記高周波成分が小さければノッキングの発生判定を取り消し、逆に、前記ノッキング判定手段がノッキングが発生していないと判定した場合でも、前記高周波成分が大きければノッキングの発生判定を行うことを特徴とする請求項１から１７の何れか１項に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項１９】
前記内燃機関の各気筒に同一条件で同一の大きさのノッキングを予め発生させ、前記振動検出手段の各気筒毎のノッキング検出出力が同一になるように、前記振動検出手段の出力値を補正するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関のノッキング検出装置に関し、特に、内燃機関のシリンダブロックに取り付けられた振動検出センサからの信号により、内燃機関のノッキング状態を正確に検出することができるノッキング検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンを燃料とする内燃機関では、燃焼行程において、点火プラグからの火花でシリンダ内の混合気を着火させて燃焼させるが、着火後の火炎伝播の途中でシリンダ内の圧力が異常に高くなった場合、火炎の伝播が終了する前に混合気の未燃焼部分が自己着火して過激な圧力上昇を生じるノッキング現象が発生し、内燃機関が破損に至ることがある。
【０００３】
そこで、このようなノッキングを抑え、かつ最適なトルクや燃費を実現するための制御であるノックコントロールシステムが従来から提案されている。このノックコントロールシステムでは、ノッキングが内燃機関の現在の運転条件で発生しているか否かを検出するため、内燃機関のシリンダブロックにはノックセンサと呼ばれる振動検出センサが取り付けられており、このノックセンサで検出した内燃機関の振動波形を解析することでノッキングの有無を判定している。
【０００４】
このノックセンサで検出した信号を解析する場合、従来は内燃機関の各燃焼サイクル毎に発生する振動検出信号のピーク値を用いていた。すなわち、このピーク値が大きい時はノッキングの発生と判定し、ピーク値が小さい時はバックグランドノイズが発生していると判定していた。
【０００５】
ところが、振動検出信号のピーク値の大小によってノッキングの発生を検出する従来の方法では、内燃機関から大きなノイズが発生した場合に、振動検出信号に大きなピーク値が現れ、このピーク値をノッキングの発生と誤判定する場合がある。すなわち、ノッキングの強度判定を行う場合は、各サイクルのノックセンサからの信号のピーク値を使用し、その大小を比較することで行っているが、ノックセンサは振動検出センサであるので、ノッキング以外に内燃機関から発生する様々な振動（例えば、バルブ着座音やインジェクタノイズ）を検出することがある。また、電気ノイズ等を検出する場合もある。そして、これらのノイズが小さい場合は無視できるが、これらのノイズが何らかの原因で大きくなった場合には、ノックセンサからの振動検出信号のピーク値が大きくなり、入力されたノイズをノッキングと誤判定してしまうことになるのである。
【０００６】
これに対して、前述のようなピーク値によるノッキング判定における誤判定を回避するために、ノッキング発生時には特有の周波数の音が内燃機関から発生することを利用するものが提案されている。この提案では、内燃機関から発生する音を耳で聞いた場合と同様に、マイクロホンで集音した内燃機関で発生する音の周波数分析を行い、ノックセンサからの信号のピーク値によるノッキングの判定に加えて、内燃機関からの発生音による判定を行ってノッキングを判定している（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１−３１４９２５号公報（特許請求の範囲、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の内燃機関のノッキングの検出装置では、内燃機関の近傍に内燃機関で発生する音を電気信号に変換するマイクロホンと、このマイクロホンから出力される電気信号を増幅するアンプ、電気信号からノッキングの周波数分析に必要な所定の周波数だけを取り出すフィルタ、及び、周波数の分析を行う電気回路が必要であり、ノッキング検出装置の装置コストが高くなるという問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ノッキング音の大小を比較する際に、現状のノックコントロールシステムに新たなセンサ類を追加することなく、より人間の聴覚に適合した正確なノッキングの判定を行うことができる内燃機関のノッキング検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成する本発明の内燃機関のノッキング検出装置の第１の形態は、内燃機関に発生する振動を検出する振動検出手段と、内燃機関の運転状態に応じてノッキングを検出するための期間を、内燃機関の各気筒の燃焼行程の少なくとも一部を含むゲート区間として設定するゲート区間設定手段と、振動検出センサからの信号の、ゲート区間における音圧実効値を算出する音圧実効値算出手段と、音圧実効値が基準値を越えた時に、内燃機関にノッキングが発生したと判定するノッキング判定手段とを備えることを特徴としている。
【００１１】
また、前記目的を達成する本発明の内燃機関のノッキング検出装置の第２の形態は、内燃機関に発生する振動を検出する振動検出手段と、内燃機関の運転状態に応じて、内燃機関の各気筒の燃焼行程の少なくとも一部を含むノッキングを検出するための期間を、ゲート区間として設定するゲート区間設定手段と、振動検出センサからの信号の、ゲート区間における音圧実効値を算出する音圧実効値算出手段と、内燃機関の各運転状態におけるバックグランドノイズ値を算出するバックグランドノイズ値算出手段と、音圧実効値からバックグランドノイズ値を減算した値が、予め定められた判定値を越えた時に、内燃機関にノッキングが発生したと判定するノッキング判定手段とを備えることを特徴としている。
【００１２】
第１の形態の内燃機関のノッキング検出装置は、更に、内燃機関の各気筒内の圧力を検出する筒内圧検出手段と、筒内圧検出手段からの信号波形からゲート区間がノックサイクルかノイズサイクルかを判定するノックサイクル判定手段とを備え、ノッキング判定手段は、ゲート区間がノックサイクルである時に、ノッキングの判定を行うことができる。
【００１３】
第２の形態の内燃機関のノッキング検出装置は、更に、内燃機関の各気筒内の圧力を検出する筒内圧検出手段と、筒内圧検出手段からの信号波形からゲート区間がノックサイクルかノイズサイクルかを判定するノックサイクル判定手段とを備え、ノッキング判定手段は、ゲート区間がノックサイクルである時に、ノッキングの判定を行うことができる。
【００１４】
そして、バックグランドノイズ値算出手段は、バックグランドノイズ値を、ノイズサイクルにおける音圧実効値の平均値から算出する、或いは、内燃機関にノッキングが発生しない運転条件における音圧実効値の平均値から算出することができる。
【００１５】
また、ノッキング判定手段がノッキングの判定に使用する前記判定値は、内燃機関の機関回転数の増大に伴って値が大きくなるマップ値とすることができ、更に、バックグランドノイズの実効値と、音圧実効値からバックグランドノイズ値を減算した値との関係を示すマップを使用してノッキングの判定を行うことも可能である。
【００１６】
何れの形態においても、内燃機関が４気筒であり、振動検出手段が機関に１つだけ設けられている場合は、ゲート区間を、各気筒の上死点から１８０°ＣＡの区間とすることができる。また、内燃機関が４気筒であり、振動検出手段が機関に２つ設けられている場合は、ゲート区間を、振動検出手段が受け持つ各気筒の上死点から１８０°ＣＡの区間とすることができる。更に、内燃機関がＶ型であり、振動検出手段が機関の各バンクにそれぞれ設けられている場合は、ゲート区間を、機関の気筒数に応じて、振動検出手段が受け持つ各気筒の上死点から（７２０°ＣＡ／気筒数）で決まる角度までの区間とすることができる。
【００１７】
このゲート区間は変更可能とすることができ、また、燃焼行程にない気筒のバンクに取り付けられた振動検出手段の検出値が所定の閾値を越えた場合には、このバンクの振動検出手段の検出値を、燃焼行程にある気筒のバンクに取り付けられた振動検出手段の検出値に加算して、ノッキング判定手段がノッキングを判定するも可能である。
【００１８】
更に、振動検出手段の信号出力端子に、
（１）可聴帯域の周波数を通過させるバンドパスフィルタを接続する形態、
（２）低周波帯域の周波数をカットするハイパスフィルタを接続する形態、
（３）検出信号にピークが表れる周波帯域のみの周波数を通過させるバンドパスフィルタを接続する形態、
（４）ノッキング音として認識され易い可聴帯域の周波数のみを通過させて強調するための複数個のバンドパスフィルタを接続する形態、が可能である。
【００１９】
更にまた、ノッキング判定手段にノッキング再判定手段を備えておき、ノッキング判定手段によるノッキングの判定が、音圧実効値が基準値の近傍にある状態、或いは、音圧実効値からバックグランドノイズ値を減算した値が判定値の近傍にある状態で行われた場合に、ノッキング再判定手段に音圧実効値の高周波成分の有無を判定させ、高周波成分が小さければノッキング判定手段がノッキングが発生したと判定した場合でもノッキングの発生判定を取り消し、逆に、ノッキング判定手段がノッキングが発生していないと判定した場合でも、高周波成分が大きければノッキングの発生判定を行うようにしても良い。
【００２０】
また、内燃機関に１つの振動検出手段しか設けられていない場合に、内燃機関の各気筒に同一条件で同一の大きさのノッキングを予め発生させ、この振動検出手段の各気筒毎のノッキング検出出力が同一になるように、振動検出手段の出力値を補正するようにすることもできる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の内燃機関のノッキング検出装置によれば、ノッキング音の大小を比較する際に、現状のノックコントロールシステムに新たなセンサ類を追加することなく、より人間の聴覚に適合した正確なノッキングの判定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照することにより、本発明の実施の形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１（ａ）は、本発明の内燃機関のノッキング検出装置の第１の形態の第１の実施例の構成を示すものである。内燃機関１のシリンダブロックには、内燃機関１に発生する振動を検出する振動検出手段としての振動検出センサ（以後ノックセンサという）２が取り付けられており、このノックセンサ２によって検出された内燃機関１のノック信号がノック判定装置１０に入力される。このノック判定装置１０は、データ解析装置、或いは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって構成することができる。
【００２４】
また、ノック判定装置１０には、内燃機関１の負荷を検出する負荷検出センサＳＬからの機関負荷の信号、内燃機関１の回転数を検出する回転数センサＳＮからの機関回転数信号、内燃機関１の冷却水温を検出する温度センサＳＷからの冷却水温信号、内燃機関１の吸気通路に設けられた吸入空気の温度を検出する温度センサＳＡからの吸気温度信号等の、内燃機関１の運転状態パラメータが入力される。
【００２５】
図１（ｂ）は（ａ）に示したノック判定装置１０の内部の機能構成を示すブロック構成図である。ノック判定装置１０の内部には、内燃機関１の運転状態に応じてノッキングを検出するための期間をゲート区間として設定するゲート区間設定手段３と、ノックセンサ２からの信号のゲート区間における音圧実効値を算出する音圧実効値算出手段４と、音圧実効値が基準値を越えた時に、内燃機関１にノッキングが発生したと判定するノッキング判定手段５とが備えられている。ノッキングは内燃機関１の各気筒の燃焼行程に発生するので、ゲート区間は燃焼行程の少なくとも一部を含むように設定される。なお、ノックセンサ２からのノック信号は、後述するフィルタ９を通して音圧実効値算出手段４に入力される。
【００２６】
ここで、図１（ａ）、（ｂ）に示したノック判定装置１０によるノッキング検出手順を、図２に示すフローチャートにより説明する。この検出は、例えば所定時間毎に行われる。
【００２７】
ステップ１０１ではまず、内燃機関１の運転状態の読み込みを、ノック判定装置１０に入力される運転状態パラメータによって行う。そして、この内燃機関１の運転状態に応じて、ステップ１０２においてノッキングの判定を行うゲート区間の設定を行う。ここで、ノックセンサ２と音圧実効値算出手段４の間に設けられたフィルタ９として、特定の周波数の信号のみを通過させる周波数フィルタが設けられている場合について説明すると、この場合はステップ１０３において、周波数フィルタの通過周波数の設定を行う。ゲート区間の設定や、周波数フィルタの設定は、内燃機関１の構造やノックセンサ２の取付位置、内燃機関１の運転状態等の違いによるずれを修正するためのものである。
【００２８】
周波数フィルタの設定後はステップ１０４において、ノックセンサ２からの信号をサンプリングして読み込む。続くステップ１０５では、ステップ１０２で設定したゲート区間における、ステップ１０４でサンプリングして読み込んだノックセンサ２からの信号に基づいて、この音圧実効値を算出する。次のステップ１０６では、ステップ１０５で算出した音圧実効値が基準値よりも大きいか否かを判定する。
【００２９】
ステップ１０６の判定において、（音圧実効値）＞（基準値）の場合はステップ１０７に進み、内燃機関１にノッキングが発生したとして、ノッキング発生の検出信号を出力する。一方、ステップ１０６の判定において、（音圧実効値）≦（基準値）の場合はステップ１０８に進み、内燃機関１がノッキングの発生のない正常状態である信号を出力する。
【００３０】
図３は、従来のノッキングの判定方法と、本発明の第１の形態の第１の実施例のノッキングの判定方法を比較して示すものである。従来のノッキング判定方法では、（ｃ）に示すノックセンサ信号ｐに対して、（ｂ）に示すノック判定しきい値Ｓによってノッキングの有無を判定していた。このため、ノックセンサ信号ｐにノイズが乗った場合には、このノイズが原因でノックセンサ信号ｐのピーク値がノック判定しきい値Ｓを越えてしまい、内燃機関にノッキングが発生したと判定されていた。
【００３１】
これに対して、本発明の第１の形態の第１の実施例では、（ｃ）に示したノックセンサ信号ｐに対して、ゲート区間Ｔにおいて（ｅ）に示すような音圧実効値Ｐを算出しており、この音圧実効値Ｐを（ｄ）に示すノッキング判定基準値Ｒと比較している。この音圧実効値Ｐは、ノックセンサ信号をｐ、ゲート区間をＴとすると、以下の式（１）によって算出することができる。
【００３２】
【数１】
2005083314.tif 000003
【００３３】
この図３から分かるように、本発明の第１の形態の第１の実施例のように、ノックセンサ信号ｐに対して、各ゲート区間Ｔにおいて算出した音圧実効値Ｐは、（ｄ）に示すように、実際にノッキングが発生した時のみノッキング判定基準値Ｒを越えるので、正確にノッキングの発生を検出することができる。
【００３４】
図４（ａ）は、本発明の内燃機関のノッキング検出装置の第１の形態の第２の実施例の構成を示すものである。第２の実施例でも内燃機関１のシリンダブロックには、第１の実施例と同様にノックセンサ２が取り付けられており、このノックセンサ２によって検出された機関のノック信号がノック判定装置１０に入力される。一方、第２の実施例では、内燃機関１の各気筒に、各気筒内の圧力を検出する筒内圧検出手段としての筒内圧センサ６が取り付けられている点が第１の実施例と異なる。筒内圧センサ６によって検出された筒内圧信号もノック判定装置１０に入力される。
【００３５】
また、第２の実施例でもノック判定装置１０には第１の実施例と同様に、内燃機関１の負荷を検出する負荷検出センサＳＬからの機関負荷信号、内燃機関１の回転数を検出する回転数センサＳＮからの機関回転数信号、内燃機関１の冷却水温を検出する温度センサＳＷからの冷却水温信号、内燃機関１の吸気通路に設けられた吸入空気の温度を検出する温度センサＳＡからの吸気温度信号等の、機関の運転状態パラメータが入力される。
【００３６】
図４（ｂ）は（ａ）に示したノック判定装置１０の内部の機能構成を示すブロック構成図である。第２の実施例のノック判定装置１０の内部には、第１の実施例と同様に、ゲート区間設定手段３、音圧実効値算出手段４、ノッキング判定手段５、及びフィルタ９が設けられている。一方、第２の実施例のノック判定装置１０の内部には、これらの構成に加えて、筒内圧センサ６からの筒内圧信号により機関のノックサイクルを判定する、ノックサイクル判定手段７が設けられている。ノックサイクル判定手段７で検出されたノックサイクルを示す信号は、ノッキング検出手段５に入力される。ノックサイクルとはノッキングが発生したサイクル（燃焼行程）であり、ノッキングが発生しなかったサイクルはノイズサイクルと呼ばれる。また、ノックサイクルをノッキングが発生したゲート区間と定義し、ノイズサイクルをノッキングが発生していないゲート区間と定義することもあり、以後の説明ではこの定義を使用している。
【００３７】
ここで、図４（ａ）、（ｂ）に示したノック判定装置１０によるノッキング検出手順を、図５に示すフローチャートにより説明する。なお、第２の実施例におけるステップ１０１からステップ１０３の処理は第１の実施例と全く同じであるので、同じステップ番号を付してその説明を省略する。
【００３８】
第２の実施例では、周波数フィルタの設定を行ったステップ１０３の後のステップ２０１において、ノックセンサ２と筒内圧センサ６からの信号を、同じタイミングでサンプリングして記憶する。次のステップ２０２では、ステップ２０１で記憶したノックセンサ２からの信号を読み込み、続くステップ２０３でゲート区間における音圧実効値を算出する。この後、ステップ２０４において、ステップ２０１で記憶した筒内圧センサ６からの信号を読み込む。そして、次のステップ２０５では、図４（ｂ）に示したノックサイクル判定手段７によりノッキングの判定を行い、その結果を参照することで、ゲート区間がノックサイクルかノイズサイクルかを判定する。
【００３９】
ステップ２０５でゲート区間がノックサイクルであると判定された場合は、第１の実施例と同じ手順であるステップ１０６に進み、ステップ２０３で算出した音圧実効値が基準値よりも大きいか否かを判定する。ステップ１０６の判定において、（音圧実効値）＞（基準値）の場合はステップ１０７に進み、内燃機関１にノッキングが発生したとして、ノッキング発生の検出信号を出力する。
【００４０】
一方、ステップ２０５の判定でゲート区間がノックサイクルではないと判定した場合はステップ１０８に進む。また、ステップ１０６の判定において、（音圧実効値）≦（基準値）の場合もステップ１０８に進む。ステップ１０８では、内燃機関１がノッキングの発生のない正常状態である信号を出力する。
【００４１】
図６は、（ａ）に４気筒内燃機関における燃焼気筒の順序、（ｂ）に従来のノック判定しきい値Ｓ、（ｃ）にノックセンサ信号ｐ、（ｄ）〜（ｇ）に各気筒に設けられた筒内圧センサＳ１〜Ｓ４の出力波形を示す。４気筒内燃機関の場合、燃焼気筒は第１気筒♯１、第３気筒♯３、第４気筒♯４、第２気筒♯２の順である。図６は図３と同様に、第３気筒♯３にノッキングが発生し、第２気筒♯２にはノッキングは発生していないが、ノックセンサの出力にノイズが重畳された場合を示している。
【００４２】
図６（ｃ）〜（ｇ）から分かるように、第３気筒♯３にノッキングが発生した場合は、第３気筒の筒内圧センサＳ３の出力波形が乱れる（出力波形のピーク付近に細かい振幅変動が生じる）ので、第３気筒♯３におけるノッキングの発生を検出することができ、第３気筒♯３のゲート区間をノックサイクルとして検出することが可能である。一方、ノックセンサ信号ｐにはノック判定しきい値Ｓを越えるピークが含まれているが、実際にはノッキングは発生していない第２気筒♯２では、第２気筒♯２に設けられた筒内圧センサＳ２の出力に乱れはない。よって、この筒内圧センサＳ２の波形から、ノックサイクル判定手段７は、この時の第２気筒♯２のゲート区間をノイズサイクルとして検出することができる。
【００４３】
よって、ノックサイクルと判定された場合に、第２の実施例のように音圧実効値と基準値との大小を判定することにより、ノッキングが発生した気筒を一層正確に特定することができる。
【００４４】
図７（ａ）は、本発明の内燃機関のノッキング検出装置の第２の形態の第１の実施例の構成を示すものであり、図１（ａ）に示したノック判定装置１０の、第２の形態における内部の機能構成を示している。第１の形態では、ゲート区間におけるノックセンサ２からのノック信号の音圧実効値を算出し、これを基準値と比較することによってノッキングの有無を判定していた。一方、第２の形態では、ゲート区間において算出したノックセンサ２からのノック信号の音圧実効値を、ゲート区間におけるバックグランドノイズと比較することによってノッキングの有無を判定しており、この点が第１の形態と異なる点である。
【００４５】
第２の形態の第１の実施例のノック判定装置１０の内部には、第１の形態の第１の実施例と同様に、ゲート区間設定手段３、音圧実効値算出手段４、ノッキング判定手段５、及びフィルタ９が設けられている。第２の形態の第１の実施例のノック判定装置１０の内部には、これらの構成に加えて、内燃機関の運転状態パラメータからバックグランドノイズの値を算出するバックグランドノイズ値算出手段８が設けられている。バックグランドノイズ値算出手段８で検出されたバックグランドノイズ信号は、ノッキング検出手段５に入力される。
【００４６】
ここで、図７（ａ）に示したノック判定装置１０によるノッキング検出手順を、図８に示すフローチャートにより説明する。なお、第２の形態の第１の実施例におけるステップ１０１からステップ１０５の処理は、第１の形態の第１の実施例と全く同じであるので、同じステップ番号を付してその説明を省略する。
【００４７】
第２の形態の第１の実施例では、ゲート区間における音圧実効値を算出したステップ１０５の後のステップ３０１において、バックグランドノイズ値の算出を行う。バックグランドノイズ値の算出方法には幾つかの方法があるので、この算出方法については後述する。次のステップ３０２では、ステップ１０５で求めたゲート区間における音圧実効値と、ステップ３０１で求めたバックグランドノイズ値の差ΔＮを算出する。そして、ステップ３０３では、ゲート区間における音圧実効値とバックグランドノイズ値の差ΔＮがノック判定値よりも大きいか否かを判定する。
【００４８】
ステップ３０３の判定において、（ΔＮ）＞（判定値）の場合はステップ３０４に進み、内燃機関１にノッキングが発生したとして、ノッキング発生の検出信号を出力する。一方、ステップ３０３の判定で（ΔＮ）≦（判定値）の場合はステップ３０５に進み、内燃機関１がノッキングの発生のない正常状態である信号を出力する。
【００４９】
第２の形態では、ノッキングの発生を判定するに際して、内燃機関１のバックグランドノイズの大きさを考慮に入れているので、バックグランドノイズに埋もれて聴覚上問題のない小さなノッキングはノッキングと判定されず、人間の耳によるノッキングの判定に近いノッキングの判定を行うことができる。
【００５０】
図７（ｂ）は、本発明の内燃機関のノッキング検出装置の第２の形態の第２の実施例の構成を示すものであり、図４（ａ）に示したノック判定装置１０の、第２の形態における内部の機能構成を示している。第２の形態の第２の実施例のノック判定装置１０の内部には、第１の形態の第２の実施例と同様に、ゲート区間設定手段３、音圧実効値算出手段４、ノッキング判定手段５、ノックサイクル判定手段７、及びフィルタ９が設けられている。第２の形態の第２の実施例のノック判定装置１０の内部には、これらの構成に加えて、内燃機関の運転状態パラメータからバックグランドノイズの値を算出するバックグランドノイズ値算出手段８が設けられている。バックグランドノイズ値算出手段８で検出されたバックグランドノイズ信号は、ノッキング検出手段５に入力される。
【００５１】
ここで、図７（ｂ）に示したノック判定装置１０によるノッキング検出手順を、図９に示すフローチャートにより説明する。なお、第２の形態の第２の実施例におけるステップ１０１からステップ１０３の処理は、第１の形態の第１の実施例と全く同じであり、ステップ２０１から２０３の処理は第１の形態の第２の実施例と同じであるので、同じステップ番号を付してその説明を省略する。
【００５２】
第２の形態の第２の実施例では、ゲート区間における音圧実効値を算出したステップ２０３の後のステップ３０１において、第２の形態の第１の実施例と同様にバックグランドノイズ値の算出を行う。そして、次のステップ３０２では、ステップ２０３で求めたゲート区間における音圧実効値と、ステップ３０１で求めたバックグランドノイズ値の差ΔＮを算出する。
【００５３】
このようにしてゲート区間における音圧実効値とバックグランドノイズ値の差ΔＮを算出した後は、第１の形態の第２の実施例と同様に、ステップ２０４において、ステップ２０１で記憶した筒内圧センサ６からの信号を読み込む。そして、次のステップ２０５では、図４（ｂ）に示したノックサイクル判定手段７によりノック判定を行い、その結果を参照することで、ゲート区間がノックサイクルかノイズサイクルかを判定する。
【００５４】
ステップ２０５でゲート区間がノックサイクルであると判定された場合は、第２の形態の第１の実施例と同じ手順であるステップ３０３に進む。ステップ３０３では、ゲート区間における音圧実効値とバックグランドノイズ値の差ΔＮがノック判定値よりも大きいか否かを判定する。ステップ３０３の判定において、（ΔＮ）＞（判定値）の場合はステップ３０４に進み、内燃機関１にノッキングが発生したとして、ノッキング発生の検出信号を出力する。
【００５５】
一方、ステップ２０５の判定でノックサイクルでないと判定された場合、及びステップ３０３の判定で（ΔＮ）≦（判定値）の場合はステップ３０５に進み、内燃機関１がノッキングの発生のない正常状態である信号を出力する。
【００５６】
ここで、前述のバックグランドノイズ値の算出方法について説明する。
【００５７】
バックグランドノイズ値の第１の算出方法は、図７（ａ），（ｂ）に示したバックグランドノイズ値算出手段８が、ノッキングが発生していないゲート区間（ノイズサイクル）における音圧実効値の平均値を算出して、これをバックグランドノイズ値とする方法である。この時の音圧実効値の平均値は、バックグランドとして常に聞こえている内燃機関１のエンジン音に相当する。
【００５８】
このノッキングが発生していないゲート区間は、ノックセンサの出力からも判断できるが、内燃機関１に筒内圧センサ６が設けられている場合の方が一層正確に判断することができる。即ち、図７（ｂ）に示したノックサイクル判定手段７がノイズサイクルであると判定した時に、バックグランドノイズ値算出手段８がこのノイズサイクルにおける音圧実効値の平均値を算出して、これをバックグランドノイズ値とすれば、一層正確にバックグランドノイズ値を算出することができる。
【００５９】
バックグランドノイズ値の第２の算出方法は、図７（ａ），（ｂ）に示したバックグランドノイズ値算出手段８が、内燃機関１にノッキングが発生しない運転条件における音圧実効値の平均値からバックグランドノイズ値を算出する方法である。この場合は、内燃機関１の点火時期等の設定により、内燃機関１にノッキングが発生しない運転条件を設定し、この運転状態の時の音圧実効値の平均値からバックグランドノイズを算出するので、ノックセンサ２による非ノッキング状態の検出や、筒内圧センサ６によるノイズサイクルの検出は不要である。
【００６０】
バックグランドノイズ値の第３の算出方法は、内燃機関の運転状態に応じて予めバックグランドノイズ値のマップを作成しておき、内燃機関の運転状態に応じてマップを参照してバックグランドノイズ値を得る方法である。図１０（ａ）にこのマップの例を示す。この例では、バックグランドノイズ値は内燃機関の回転数の増大に伴ってその値が大きくなるようにしてある。
【００６１】
この理由を説明する。機関回転数が大きくなると、これにつれてエンジン音も大きくなり、バックグランドノイズも大きくなる。すると、この場合、内燃機関にノッキングが発生した状態でも、そのノッキング音が小さい場合はバックグランドノイズにかき消されて聞こえず、ノッキング音がある程度以上にならないとノッキング音としては聞こえない。このような状況を踏まえて、前述のマップに、図１０（ａ）に示すように、ノッキング音として聞こえる範囲と、バックグランドノイズよりは大きいがノッキング音としては聞こえない範囲（ハッチングで示す）を設定しておく。これは即ち、前述のノッキング判定手段５がノッキングの判定に使用する判定値を、図１０（ｂ）に示すように、内燃機関の回転数の増大に伴って値が大きくなるマップ値としたものであることを示すものである。
【００６２】
一方、内燃機関の種類が異なる場合、機関回転数が同じでもエンジン音（バックグランドノイズ値）は異なる。そのため、図１０に示したマップだけでは、別の内燃機関のエンジン音を判定できない。そこで、マップの横軸をバックグランドノイズ値のレベルに、縦軸をゲート区間における音圧実効値とバックグランドノイズ値（実効値）の差とした、図１１に示すような汎用マップを作ることが可能である。図１１に示すマップには、ノッキング音として聞こえる範囲と、バックグランドノイズよりは大きいがノッキング音としては聞こえない範囲（ハッチングで示す）がある。
【００６３】
例えば、内燃機関Ｅ１と内燃機関Ｅ２の２つの内燃機関があり、これら２つの内燃機関Ｅ１，Ｅ２の機関回転数３０００ｒｐｍにおける実効値の差ΔＮの値が共にＹであった場合を考える。そして、内燃機関Ｅ１のバックグランドノイズ値がＸ１であり、内燃機関Ｅ２のバックグランドノイズ値がＸ１より大きいＸ２であったとする。この場合、内燃機関Ｅ１の機関回転数３０００ｒｐｍにおける実効値の差ΔＮの値は、図１１のマップのノッキング音として聞こえる範囲にあるので、内燃機関Ｅ１にはノッキングが発生していると判定される。一方、内燃機関Ｅ２の機関回転数３０００ｒｐｍにおける実効値の差ΔＮの値は、バックグランドノイズよりは大きいが、図１１のマップのノッキング音としては聞こえない範囲にあるので、内燃機関Ｅ２にはノッキングは発生していないと判定される。
【００６４】
このように、ノッキング判定手段５が、図１１に示すようなバックグランドノイズの実効値と、音圧実効値からバックグランドノイズ値を減算した値との関係を示すマップを使用してノッキングの判定を行えば、内燃機関の種類に関係なくノッキングの判定を行うことができる。
【００６５】
ここで、図１０のマップを使用したノック判定装置１０による第２の形態の第３の実施例におけるノッキング検出手順を、図１２に示すフローチャートにより説明する。なお、第２の形態の第３の実施例におけるステップ１０１からステップ１０３の処理は、第１の形態の第１の実施例と全く同じであるので、同じステップ番号を付してその説明を省略する。
【００６６】
第２の形態の第３の実施例では、周波数フィルタの設定を行ったステップ１０３の後のステップ２０１において、ノックセンサ２と筒内圧センサ６からの信号をサンプリングして記憶する。そして、次のステップ２０４において、筒内圧センサ６からの信号を読み込み、続くステップ２０５において図４（ｂ）に示したノックサイクル判定手段７によりノッキングの判定を行い、その結果を参照することで、ゲート区間がノックサイクルかノイズサイクルかを判定する。
【００６７】
ステップ２０５でノックサイクルであると判定した場合は、ステップ４０１に進み、ステップ２０１で記憶したノックセンサ２からの信号を読み込む。続くステップ４０２では、ステップ４０１でサンプリングして読み込んだノックセンサ２からの信号に基づいて、ステップ１０２で設定したゲート区間における音圧実効値を算出する。そして、次のステップ４０３では、ステップ１０１で読み込んだ機関の運転状態に応じた判定値を、図１０（ｂ）に示したマップに基づいて算出する。一方、ステップ２０５でノックサイクルではないと判定した場合は、ステップ４０４に進み、ノイズサイクルの音圧実効値の平均値を算出してこれをバックグランドノイズ値としてステップ３０２に進む。
【００６８】
次のステップ３０２では、ステップ４０２で求めたゲート区間における音圧実効値と、ステップ４０４で求めたバックグランドノイズ値の差ΔＮを算出する。このようにしてゲート区間における音圧実効値とバックグランドノイズ値の差ΔＮを算出した後は、第２の形態の第１の実施例と同じ手順であるステップ３０３に進む。ステップ３０３では、ゲート区間における音圧実効値とバックグランドノイズ値の差ΔＮがステップ４０３で算出したノック判定値よりも大きいか否かを判定する。ステップ３０３の判定において、（ΔＮ）＞（判定値）の場合はステップ３０４に進み、内燃機関１にノッキングが発生したとして、ノッキング発生の検出信号を出力する。一方、ステップ３０３の判定で（ΔＮ）≦（判定値）の場合はステップ３０５に進み、内燃機関１がノッキングの発生のない正常状態である信号を出力する。
【００６９】
次に、図１１のマップを使用したノック判定装置１０による第２の形態の第４の実施例におけるノッキング検出手順を、図１３に示すフローチャートにより説明する。なお、第２の形態の第４の実施例におけるステップ１０１からステップ１０３の処理、ステップ２０１からステップ４０４の処理（但しステップ４０３の処理を除く）は、第２の形態の第３の実施例と全く同じであるので、同じステップ番号を付してその説明を省略する。
【００７０】
第２の形態の第３の実施例では、ステップ２０５でノックサイクルであると判定した場合は、ステップ４０１でステップ２０１で記憶したノックセンサ２からの信号を読み込んだ後に、ステップ４０２でゲート区間における音圧実効値を算出し、ステップ２０５でノックサイクルではないと判定した場合は、ステップ４０４でバックグランドノイズ値を算出した。
【００７１】
これに対して、第２の形態の第４の実施例では、ステップ４０２又はステップ４０４の次のステップ５０１において、ゲート区間における音圧実効値とバックグランドノイズ値の差ΔＮを算出し、この実効値の差ΔＮとバックグランドノイズの実効値との関係を図１１のノック音マップに当てはめ、実効値の差ΔＮとバックグランドノイズの実効値とで示される点が図１１のノッキング音として聞こえる範囲にあるかどうかをステップ５０２で判定する。
【００７２】
そして、この判定で、実効値の差ΔＮとバックグランドノイズの実効値とで示される点が図１１のノッキング音として聞こえる範囲にある場合は、ステップ５０３に進み、内燃機関１にノッキングが発生したとして、ノッキング発生の検出信号を出力する。一方、ステップ５０２の判定で実効値の差ΔＮとバックグランドノイズの実効値とで示される点が図１１のノッキング音として聞こえる範囲にない場合はステップ５０４に進み、内燃機関１がノッキングの発生のない正常状態である信号を出力する。
【００７３】
次に、内燃機関の種類に応じたゲート区間の設定方法について説明する。
【００７４】
まず、内燃機関が直列４気筒であり、ノックセンサがこの内燃機関のシリンダブロックに１つだけ設けられている場合は、ゲート区間を、各気筒の上死点から１８０°ＣＡの区間に設定する。また、内燃機関が直列４気筒であり、ノックセンサがこの内燃機関のシリンダブロックに２つ設けられている場合は、ゲート区間を、２つのノックセンサがそれぞれ受け持つ各気筒の上死点から１８０°ＣＡの区間に設定する。
【００７５】
一方、内燃機関がＶ型多気筒内燃機関であり、ノックセンサがＶ型機関の各バンクにそれぞれ設けられている場合は、ゲート区間をＶ型機関の気筒数に応じて、各ノックセンサが受け持つ各気筒の上死点から（７２０°ＣＡ／気筒数）で決まる角度までの区間に設定する。
【００７６】
そして、このようにして設定したゲート区間は、その区間の長さを変更可能にすることができる。これは、ゲート区間の長さを変更して、内燃機関のノッキングによる振動が顕著に現れる行程の部分のみで実効値を算出した方が、ノックセンサからのノック信号のＳ／Ｎ比を良くすることができるためである。
【００７７】
更に、Ｖ型内燃機関のノッキング検出装置の検出の信頼性を増大させるために、燃焼行程にない気筒のバンクに取り付けられたノックセンサの検出値が所定の閾値を越えた場合には、このバンクのノックセンサによる検出値を、燃焼行程にある気筒のバンクに取り付けられたノックセンサの検出値に加算する方法が考えられる。このようにすれば、ノッキング発生時にノッキング判定手段に入力されるノッキング検出信号のレベルが大きくなるので、ノッキングを判定する際の確実性が増大する。
【００７８】
なお、図１（ｂ）、図４（ｂ）、図７（ａ），（ｂ）でノックセンサ２と音圧実効値算出手段４との間に設けられたフィルタ９としては、以下の構成とすることができる。
（１）２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚのバンドパスフィルタ
ノックセンサから出力されるノック信号には、様々な周波数帯の信号が含まれている。しかしながら、人間の耳に聞こえる周波数帯は限られているので、人間の耳にノッキングとして聞こえない周波数帯の信号まで解析してノッキングを判定することは人間の聴感に合わせるという観点からは無駄である。そこで、ノッキングの検出をより人間の聴感に一致させることができるように、ノックセンサからのノック信号を可聴周波数帯（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）のみを通過させるバンドパスフィルタを通す。そして、得られた可聴周波数帯の周波数の信号の実効値を算出し、この実効値に基づいてノッキングの判定を行う。
（２）ハイパスフィルタ
内燃機関にノッキングが発生しても、４ｋＨｚ程度以下の低周波帯域の周波数は、ノックサイクルにおいてもノイズサイクルにおいても余りその実効値に差がないことが知られている。そこで、ノックサイクルとノイズサイクルとで差がない４ｋＨｚ以下の低周波数帯は、ハイパスフィルタによってカットし、ノック信号のＳ／Ｎ比を向上させる。
（３）検出信号にピークが表れる周波帯域のみの周波数を通過させるバンドパスフィルタ
ノックセンサから出力されるノック信号は、内燃機関のシリンダボア径によって決まる或る決まった周波数帯にピーク値を持つことが知られている。そして、ピーク値を含まない周波数帯においては、ノックサイクルとノイズサイクルとの間で実効値に差が出にくい。そこで、このピーク値を含む周波数帯においてノッキングの検出を行った方がＳ／Ｎ比が良く、ノッキングの検出精度が高くなる。このため、検出信号にピークが表れる周波帯域のみの周波数を通過させるバンドパスフィルタをノックセンサの出力に接続し、可聴周波数帯であってもカットすることにより、ノッキングの検出精度を向上させる。
（４）ノッキング音として認識され易い可聴帯域の周波数のみを通過させて強調するための複数個のバンドパスフィルタ
人間の耳には、図１４（ａ）に示すように、２ｋＨｚ〜４ｋＨｚの周波数帯の音は良く聞こえるが、それより低い周波数や高い周波数は聞こえにくいという聴感特性を持つという特徴がある。そこで、ノックセンサ２の出力信号の周波数特性をこの人間の聴感特性に合わせて減衰させれば、人間の耳に聞こえる周波数帯のノッキングを検出することができる。
【００７９】
図１４（ｂ）はこの実施例を示すものであり、ノックセンサ２の出力側に複数のフィルタ、この実施例では３つのバンドパスフィルタ９Ａ，９Ｂ、及び９Ｃとを設けている。バンドパスフィルタ９Ａの通過帯域は、例えば、２〜８ｋＨｚとし、バンドパスフィルタ９Ｂの通過帯域は８〜１６ｋＨｚとし、バンドパスフィルタ９Ｃの通過帯域は１６〜２０ｋＨｚとする。そして、ノックセンサ２の出力を３つに分岐してこれらのフィルタ９Ａ〜９Ｃに入力すると共に、バンドパスフィルタ９Ｂの出力には出力を０．８倍に減衰させる減衰器１１を接続し、バンドパスフィルタ９Ｃの出力には出力を０．５倍に減衰させる減衰器１２を接続する。バンドバスフィルタ９Ａ、及び減衰器１１と１２の出力は合成して音圧実効値算出手段に入力させる。
【００８０】
この結果、バンドパスフィルタ９Ａから出力されるノック信号のレベルは変わらないが、バンドパスフィルタ９Ｂから出力されるノック信号のレベルは８０％のレベルに低下し、ハイパスフィルタ９Ｃから出力されるノック信号のレベルは５０％に低下する。よって、合成器１３で合成された後のノック信号は、人間の耳の聴感特性に近い周波数特性を持つことになり、前述の何れの形態の実施例のノッキング判定手段５においても、人間の耳に聞こえ易いノッキング音を検出することができる。
【００８１】
ところで、内燃機関に発生するノッキングが人間に聞こえる、聞こえないの判断をする際に、ノッキングのレベルが判定境界の近傍にあった時には、ノッキングの周波数特性によって、ノッキング判定手段がノッキングの発生有りと判定した場合でも聞こえない場合があったり、ノッキング判定手段がノッキングの発生無しと判定した場合でも聞こえる場合がある。この理由は、元々バックグランドノイズで聞こえるエンジン音が低い周波数の音のため、より高周波のノッキング音の方が聞こえ易いことにある。
【００８２】
このため、ノッキング判定手段にノッキング再判定手段を備えておき、ノッキング判定手段によるノッキングの判定が、音圧実効値が基準値の近傍にある状態、或いは、音圧実効値からバックグランドノイズ値を減算した値が判定値の近傍にある状態で行われた場合に、このノッキング再判定手段にノッキング発生の再判定をさせることができる。ノッキング再判定手段は、ノッキングの判定が基準値又は判定値の近傍で行われた場合に、音圧実効値の高周波成分の有無を判定する。そして、音圧実効値の高周波成分が小さければ、ノッキング判定手段がノッキングが発生したと判定した場合でもノッキングの発生判定を取り消し、逆に、ノッキング判定手段がノッキングが発生していないと判定した場合でも、高周波成分が大きければノッキングの発生判定を行う。
【００８３】
このノッキング再判定手段を設けることにより、ノッキングの発生の有無をより人間の耳で聞いた判定に近づけることができる。
【００８４】
また、４気筒内燃機関にノックセンサが１つしか設けられていない場合、一般にノックセンサは第２気筒♯２と第３気筒♯３の間に設置される。この場合、各気筒で同じ大きさのノッキングが発生しても、ノックセンサに近い気筒（第２、第３気筒♯２，♯３）ではノックセンサの出力が大きくなり、ノックセンサに遠い気筒（第１、第４気筒♯１，♯４）では振動がノックセンサに届く前に減衰するのでノックセンサの出力が小さくなる。この差を補正するために、各気筒に同一条件で同一の大きさのノッキングを予め発生させ、この時のノックセンサの各気筒毎のノッキング検出出力が同一になるように、振動検出手段の出力値を音圧実効値算出手段で補正することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の内燃機関のノッキング検出装置によれば、内燃機関に発生するノッキング音の大小を比較する際に、現状のノックコントロールシステムに新たなセンサ類を追加することなく、より人間の聴覚に適合した正確なノッキングの判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】（ａ）は本発明の第１の形態の第１の実施例の内燃機関のノッキング検出装置の構成を示す構成図、（ｂ）は（ａ）に示した内燃機関のノッキング検出装置の内部の機能構成を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の形態の第１の実施例の内燃機関のノッキング検出装置におけるノッキング検出手順を示すフローチャートである。
【図３】従来のノッキングの判定方法と本発明の第１の形態の第１の実施例のノッキングの判定方法を比較して示す線図である。
【図４】（ａ）は本発明の第１の形態の第２の実施例の内燃機関のノッキング検出装置の構成を示す構成図、（ｂ）は（ａ）に示した内燃機関のノッキング検出装置の内部の機能構成を示すブロック構成図である。
【図５】本発明の第１の形態の第２の実施例の内燃機関のノッキング検出装置におけるノッキング検出手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の形態の第２の実施例の内燃機関のノッキング検出装置においてノックサイクルとノイズサイクルとの判定を行う筒内圧の波形を、各気筒毎に示す波形図である。
【図７】（ａ）は本発明の第２の形態の第１の実施例の内燃機関のノッキング検出装置の内部の機能構成を示すブロック構成図、（ｂ）は本発明の第２の形態の第２の実施例の内燃機関のノッキング検出装置の内部の機能構成を示すブロック構成図である。
【図８】本発明の第２の形態の第１の実施例の内燃機関のノッキング検出装置のノッキング検出手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の形態の第２の実施例の内燃機関のノッキング検出装置のノッキング検出手順を示すフローチャートである。
【図１０】（ａ）は本発明の内燃機関のノッキング検出装置において使用する音圧実効値マップを示す図、（ｂ）は（ａ）のマップに基づく機関回転数に対するノック判定値のマップを示す図である。
【図１１】本発明の内燃機関のノッキング検出装置において使用する汎用の音圧実効値マップを示す図である。
【図１２】本発明の第２の形態の第３の実施例の内燃機関のノッキング検出装置のノッキング検出手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の形態の第４の実施例の内燃機関のノッキング検出装置のノッキング検出手順を示すフローチャートである。
【図１４】（ａ）は人間の周波数に対する聴感特性を示す図、（ｂ）は（ａ）の聴感特性に合わせてノックセンサからのノック信号の周波数特性を変更する構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００８７】
１…内燃機関
２…振動検出手段（ノックセンサ）
３…ゲート区間設定手段
４…音圧実効値算出手段
５…ノッキング判定手段
６…筒内圧検出手段（筒内圧センサ）
７…ノックサイクル判定手段
８…バックグランドノイズ算出手段
９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ…フィルタ
１０…ノック判定装置
１１，１２…減衰器
１３…合成器
【図１】
2005083314.tif 000004
【図２】
2005083314.tif 000005
【図３】
2005083314.tif 000006
【図４】
2005083314.tif 000007
【図５】
2005083314.tif 000008
【図６】
2005083314.tif 000009
【図７】
2005083314.tif 000010
【図８】
2005083314.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2005083314.tif 000013
【図１１】
2005083314.tif 000014
【図１２】
2005083314.tif 000015
【図１３】
2005083314.tif 000016
【図１４】
2005083314.tif 000017