(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの出力を信号処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段の出力に基づいて、前記内燃機関でノッキングが発生していることを判定するノック判定手段と、
前記ノック判定手段におけるノッキングの判定を許可するノック判定許可手段とを備えた内燃機関のノッキング検出装置であって、
前記ノック判定許可手段は、
前記圧力センサの出力のピーク値を分割出力する分割ピーク値出力手段と、
前記圧力センサの出力と前記分割ピーク値出力手段の出力とを比較し、前記圧力センサの出力が前記分割ピーク値出力手段の出力よりも高いときに、ノッキングの判定を許可する比較判定手段とを有し、
前記分割ピーク値出力手段は、
前記圧力センサの出力に応じた電圧にてコンデンサを充電するピークホールド回路と、
前記コンデンサに充電された電荷を、前記内燃機関の１サイクルの間に完全に放電してしまうことのないように設定された時定数で放電させる放電回路と、
前記コンデンサの電圧値をバッファを介して取り込み分割出力する分圧回路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。
【請求項２】
前記比較判定手段は、ノッキングの判定を許可するゲート信号を出力し、前記ノック判定手段は、前記ゲート信号を受けて動作することを特徴とする請求項１記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項３】
前記ノック判定手段は、
前記信号処理手段の出力に基づき、ノック判定用のしきい値を生成するしきい値生成手段を備え、
前記信号処理手段の出力と前記しきい値とを比較して、前記信号処理手段の出力が前記しきい値より大きい場合に、ノッキングが発生していると判定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項４】
前記信号処理手段は、前記圧力センサの出力の内、内燃機関に発生するノッキング特有の周波数成分を通過させ出力することを特徴とする請求項１記載の内燃機関のノッキング検出装置。
【請求項５】
前記圧力センサは、点火プラグの内燃機関への取付部に装着される座金型の圧電素子と、該圧電素子からの出力を電圧信号に変換するチャージアンプとからなることを特徴とする請求項１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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に発生したノッキングを検出するノッキング検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関のノッキング検出装置では、内燃機関の振動や気筒内の圧力等を検出し、その検出信号を、ノッキング周波数成分を通過させるフィルタ回路に通すことにより、ノック判定可能な検出信号に変換し、その変換後の検出信号とノック判定用のしきい値とを比較して、検出信号がしきい値よりも大きいときに、内燃機関にノッキングが発生したと判定するようにしている。
【０００３】
また、内燃機関にノッキングが発生するのは、内燃機関が圧縮行程から燃焼（爆発）行程に至る所定クランク角度の範囲内であることから、従来のノッキング検出装置では、通常、内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサからの検出信号に基づき、ノック判定期間を設定し、そのノック判定期間の間だけノック判定を行うことにより、ノッキングの検出精度を高めている（例えば、特開平５−２４８３３２号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では、例えば、クランク角センサから出力される所定クランク角度毎のクランク角信号と、特定のクランク角度に対応した基準クランク角信号とに基づき、基準クランク角信号から何個目のクランク角信号からクランク角信号何個分の期間、というようにして、ノック判定期間を設定していた。
【０００５】
このため、ノック判定期間を設定するための回路を、カウンタや各種ゲート回路からなるタイミング回路にて構成しなければならず、ノッキング検出装置の構成が複雑となり、延いてはコスト高になるという問題があった。
また、例えば、オートバイ等の一部のレース用車両に搭載される内燃機関等では、クランク角センサが搭載されないことがあり、このような内燃機関に従来のノッキング検出装置を搭載してノッキングを検出しようとしても、ノック判定期間を設定できず、良好なノッキング検出ができないという問題もある。
【０００６】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、クランク角センサを用いることなくノック判定期間を設定可能で、その設定したノック判定期間を用いてノッキングを高精度に検出し得る内燃機関のノッキング検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、内燃機関の気筒内の圧力を検出する圧力センサと、前記圧力センサの出力を信号処理する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力に基づいて、前記内燃機関でノッキングが発生していることを判定するノック判定手段と、前記ノック判定手段におけるノッキングの判定を許可するノック判定許可手段とを備えた内燃機関のノッキング検出装置であって、前記ノック判定許可手段は、前記圧力センサの出力のピーク値を分割出力する分割ピーク値出力手段と、前記圧力センサの出力と前記分割ピーク値出力手段の出力とを比較し、前記圧力センサの出力が前記分割ピーク値出力手段の出力よりも高いときに、ノッキングの判定を許可する比較判定手段とを有し、前記分割ピーク値出力手段は、前記圧力センサの出力に応じた電圧にてコンデンサを充電するピークホールド回路と、前記コンデンサに充電された電荷を、前記内燃機関の１サイクルの間に完全に放電してしまうことのないように設定された時定数で放電させる放電回路と、前記コンデンサの電圧値をバッファを介して取り込み分割出力する分圧回路とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
このように、本発明において、ノック判定手段に対して信号処理手段の出力に基づくノッキングの判定を許可するノック判定許可手段は、分割ピーク値出力手段にて圧力センサの出力のピーク値を分割出力し、比較判定手段にて圧力センサの出力が分割ピーク値出力手段の出力よりも高いか否かを判断し、この比較判定手段にて圧力センサの出力が分割ピーク値出力手段の出力よりも高いと判断したときに、ノック判定手段にノッキングの判定を許可するようにされている。
【０００９】
これは、内燃機関にノッキングが発生するのは、内燃機関が圧縮行程から燃焼（爆発）行程に至る特定の期間であり、その期間中は気筒内圧力も上昇するためである。
つまり、本発明では、従来のように、クランク角センサからの検出信号（クランク角信号）を用いるのではなく、ノッキング検出用の圧力センサからの検出信号を利用し、圧力センサにて検出される気筒内の圧力変化からノック判定期間を設定するようにしているのである。
【００１０】
従って、本発明によれば、従来のように、クランク角センサを用いることなく、また、ノック判定期間設定用の特別なセンサを用いることなく、ノッキング検出用の圧力センサだけで、ノック判定手段がノッキングの判定を行うノック判定期間を設定できる。
【００１１】
また、ノック判定許可手段は、圧力センサからの出力のピーク値を分割して、それと圧力センサからの出力とを比較するだけでよく、従来のように、クランク角センサからの出力を波形整形して、その個数をカウントしたり、そのカウント値に基づきゲート信号を生成するために、カウンタや各種ゲート回路からなるタイミング回路を使用する必要はない。
【００１２】
よって、本発明のノッキング検出装置は、従来装置に比べて、装置構成を簡素化して、製造コストを低減できる。
またこのように、本発明によれば、ノック判定許可手段を、カウンタ等からなるタイミング回路にて構成する必要がないので、外部からパルス状のノイズが侵入しても、その影響を受けてノック判定期間が変動するようなことはなく、従来装置に比べて、耐ノイズ性を向上することもできる。
【００１３】
また更に、本発明によれば、従来のようにクランク角センサを用いる必要がないので、クランク角センサを備えていない内燃機関にも容易に適用することができ、装置の汎用性を高めることができる。
このため、例えば、クランク角センサを備えていないオートバイ等のレース用車両に搭載して、車両走行時に内燃機関に発生したノッキングの回数や頻度等を計測し、その計測結果に基づき、内燃機関の点火時期等を調整する、というように、内燃機関のチューニング用としても利用できる。
なお、本発明では、分割ピーク値出力手段を、圧力センサの出力に応じた電圧にてコンデンサを充電するピークホールド回路と、コンデンサに充電された電荷を、内燃機関の１サイクルの間に完全に放電してしまうことのないように設定された時定数で放電させる放電回路と、コンデンサの電圧値をバッファを介して取り込み分割出力する分圧回路とから構成しているが、これは、圧力センサからの出力が、内燃機関の気筒内の圧力変化に応じて常時変動しているためである。
つまり、分割ピーク値出力手段を本発明のように構成すれば、ピークホールド回路と放電回路とにより充放電されるコンデンサの電圧が、圧力センサからの出力のピークに応じて変化することになり、分圧回路にて、圧力センサからの出力のピーク値に対応した分割ピーク値が得られるようになる。
【００１４】
ここで、ノック判定許可手段がノック判定手段によるノッキングの判定を許可するための具体的構成としては、例えば、請求項２記載のように、比較判定手段が、ノッキングの判定を許可するゲート信号を出力し、ノック判定手段が、そのゲート信号を受けて動作するように構成するとよい。そして、ノック判定許可手段（詳しくは比較判定手段）及びノック判定手段をこのように構成すれば、ノック判定手段によるノック判定の実行・非実行をゲート信号にて簡単に切り換えることができる。
【００１５】
また、ノック判定手段がノッキングを判定する具体的構成としては、例えば、請求項３に記載のように、ノック判定手段に、信号処理手段の出力に基づきノック判定用のしきい値を生成するしきい値生成手段を設け、信号処理手段の出力としきい値生成手段が生成したしきい値とを比較して、信号処理手段の出力がしきい値より大きい場合に、ノッキングが発生していると判定するように構成するとよい。つまり、ノック判定手段をこのように構成すれば、ノック判定用のしきい値が信号処理手段からの出力に応じて変化することから、信号処理手段からの信号の出力レベルの変動の影響を受けることなく、ノック判定を行うことができるようになり、ノック判定精度を向上できる。
【００１７】
また、圧力センサからの出力には、内燃機関に発生したノッキングに伴う信号成分に加えて、内燃機関の他の振動成分や、外部から入力されるノイズ成分等も含まれることから、信号処理手段としては、請求項４に記載のように、圧力センサの出力の内、内燃機関に発生するノッキング特有の周波数成分を通過させ出力するように構成するとよい。つまり、信号処理手段をこのように構成すれば、ノッキング判定手段に対して、内燃機関に発生したノッキングに対応した信号成分のみを入力できることになり、ノッキング判定手段によるノッキングの判定精度を向上できる。
【００１８】
また更に、本発明では、内燃機関の気筒内の圧力からノック判定期間を設定するため、ノッキング検出用の検出素子として、気筒内圧力を検出する圧力センサを使用するが、こうした圧力センサとしては、請求項５に記載のように、点火プラグの内燃機関への取付部に装着される座金型の圧電素子と、この圧電素子からの出力を電圧信号に変換するチャージアンプとから構成するとよい。つまり、こうした座金型の圧力センサは、内燃機関のノッキングによる振動と気筒内の圧力とを同時に検出することができ、しかも、内燃機関の気筒内に直接設ける必要がなく、点火プラグを内燃機関に装着する際に、点火プラグと内燃機関との間に挟み込めばよいので、装着作業も極めて簡単であることから、本発明のノッキング検出装置を容易に実現できることになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用された実施例のノッキング検出装置全体の構成を表す回路図である。
【００２０】
図１に示す如く、本実施例のノッキング検出装置は、図示しない内燃機関の気筒内圧力を検出する、圧電素子からなる検出素子２を備える。検出素子２は、図２に示すように、点火プラグ３の内燃機関への取付部に座金として装着可能な座金型の圧電素子からなり、点火プラグ３を内燃機関に取り付けた際、その取付部分で、点火プラグ３と内燃機関との間に挟持されて、内燃機関の振動及び気筒内圧力に応じた電荷を発生する。
【００２１】
この検出素子２からの出力（電荷）は、チャージアンプ４にて電圧信号からなる第１検出信号Ｓ１（図３，図５参照）に変換される。そして、第１検出信号Ｓ１は、バンドパスフィルタ若しくはハイパスフィルタからなるフィルタ回路６に入力されると共に、ノック判定許可手段としてのゲート信号生成回路１０に入力される。
【００２２】
フィルタ回路６は、本発明（請求項１，請求項４）の信号処理手段に相当するものであり、チャージアンプ４を介して入力される第１検出信号Ｓ１の内、内燃機関に発生するノッキング特有の周波数成分を通過させる。そして、フィルタ回路６を通過した第２検出信号Ｓ２（図３参照）は、ノック判定回路８に入力されると共に、判定レベル設定回路２０に入力される。尚、ノック判定回路８及び判定レベル設定回路２０は、本発明（請求項１）のノック判定手段として機能し、判定レベル設定回路は、本発明（請求項３）のしきい値生成手段として機能する。
【００２３】
そして、図示しないが、ノック判定回路８は、フィルタ回路６から入力される第２検出信号Ｓ２と、判定レベル設定回路２０から入力されるノック判定レベルＶth（換言すればしきい値）とを比較するコンパレータと、ゲート信号生成回路１０から出力されるノック判定期間を表すゲート信号Ｓｇを受けて、コンパレータからの出力をノッキングの有無を表すノック検出信号Ｓｎとして出力するゲート回路とから構成されている。
【００２４】
このため、本実施例のノック判定回路８からは、ゲート信号生成回路からの出力（ゲート信号Ｓｇ）がLow レベルとなるノック判定期間中に、第２検出信号Ｓ２がノック判定レベルＶthを越えた際に、内燃機関にノッキングが発生したものとして、その旨を表すノック検出信号Ｓｎが出力される。
【００２５】
一方、判定レベル設定回路２０においては、フィルタ回路６からの第２検出信号Ｓ２が、切換回路としてのマルチプレクサ２２に入力される。マルチプレクサ２２は、後段のピークホールド回路２４に対して、フィルタ回路６から入力された第２検出信号Ｓ２を入力するか、或いは、抵抗Ｒ０及びバッファ回路（オペアンプＯＰ１からなる）を介して入力されるピークホールド用コンデンサ（以下単にコンデンサという）Ｃ１の電圧値Ｖｃ（図３参照）を入力するかを切り換えるためのものであり、ゲート信号生成回路１０からのゲート信号Ｓｇを受けて動作する。
【００２６】
即ち、マルチプレクサ２２は、ゲート信号生成回路１０からのゲート信号ＳｇがLow レベルとなるノック判定期間中（図３参照）には、コンデンサＣ１の電圧値Ｖｃを、後段のピークホールド回路２４に入力し、ノック判定期間以外のときには、第２検出信号Ｓ２を、後段のピークホールド回路２４に入力する。
【００２７】
ピークホールド回路２４は、マルチプレクサ２２からの入力信号（第２検出信号Ｓ２又はコンデンサＣ１の電圧値Ｖｃ）にてコンデンサＣ１を充電することにより、コンデンサＣ１に第２検出信号Ｓ２のバックグランドノイズのピーク値に対応した電荷を充電するものであり、信号入力用の抵抗Ｒ１と、信号入力用のバッファ回路を構成するオペアンプＯＰ１と、入力信号を整流することにより、グランド電位に対して正電位の信号成分のみを取り出すダイオードＤ１と、オペアンプＯＰ１及びダイオードＤ１を通過した入力信号によりコンデンサＣ１を充電する充電用の抵抗Ｒ２とから構成されている。
【００２８】
尚、充電用の抵抗Ｒ２の抵抗値は、コンデンサＣ１との間で時定数の大きな積分回路を構成することのないよう（換言すれば、コンデンサＣ１に入力信号のピーク値に対応した電荷を充電できるようにするために）、小さな値に設定されている。
【００２９】
また、コンデンサＣ１には、ピークホールド回路２４の動作によって充電された電荷を、コンデンサＣ１の容量と自己の抵抗値で決まる一定の時定数で放電させる放電用抵抗Ｒ３が並列接続されている。そして、このコンデンサＣ１の電圧値Ｖｃは、抵抗Ｒ０及びオペアンプＯＰ０（バッファ回路）を介してマルチプレクサ２２に出力されると共に、オペアンプＯＰ２及び整流用のダイオードＤ２からなるバッファ回路を介して、積分回路２６に入力される。
【００３０】
積分回路２６は、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ２とからなる周知のものであり、その時定数は、抵抗Ｒ３がコンデンサＣ１に蓄積された電荷を放電させる際の放電時定数よりも大きい値に設定されている。そして、積分回路２６による積分値（コンデンサＣ２の電圧値）は、補正回路としての増幅回路２８に入力され、増幅回路２８にて増幅された後、ノック判定レベルＶth（図３参照）として、ノック判定回路８に出力される。
【００３１】
尚、積分回路２６を構成する電荷蓄積用のコンデンサＣ２には、増幅回路２８への入力を安定化させるために抵抗値の大きな抵抗Ｒ５が並列接続されている。また、増幅回路２８には、その増幅率（ゲイン）を、例えば、１．２〜１．５の範囲で段階的に切り換えるための、ゲイン調整回路３０が設けられ、ゲインを調整できるようにされている。
【００３２】
次に、図４は、検出素子２からチャージアンプ４を介して入力される第１検出信号Ｓ１に基づきノック判定期間を表すゲート信号Ｓｇを生成するゲート信号生成回路１０の構成を表す回路図である。
図４に示す如く、本実施例のチャージアンプ４は、反転入力端子（−）と出力端子との間にコンデンサＣ３及び抵抗Ｒ６が夫々並列接続され、非反転入力端子（＋）がグランドラインに設置されたオペアンプＯＰ３からなり、このオペアンプＯＰ３の反転入力端子（−）に、一端が設置された検出素子（圧電素子）２の他端を接続することにより、内燃機関の振動及び気筒内圧力に応じて検出素子２が発生した電荷を電圧信号（第１検出信号）Ｓ１に変換するように構成されている。尚、このチャージアンプ４は、座金型の圧電素子からなる検出素子２と共に、内燃機関の気筒内圧力を検出する圧力センサとして機能する。
【００３３】
そして、ゲート信号生成回路１０においては、このチャージアンプ４からの第１検出信号Ｓ１が、ピークホールド回路１２、及び、比較回路であるコンパレータＣＭＰに夫々入力される。
ピークホールド回路１２は、第１検出信号Ｓ１にてコンデンサＣ１０を充電することにより、コンデンサＣ１０に第１検出信号Ｓ１のピーク値に対応した電荷を充電するものであり、信号入力用のバッファ回路として機能するオペアンプＯＰ１０と、第１検出信号Ｓ１を整流することにより、第１検出信号Ｓ１のグランド電位よりも正電位の信号成分のみを取り出すダイオードＤ１０と、オペアンプＯＰ１０及びダイオードＤ１０を通過した信号によってコンデンサＣ１０を充電する充電用の抵抗Ｒ１０とから構成されている。また、コンデンサＣ１０には、ピークホールド回路１２の動作によって充電された電荷を、コンデンサＣ１０の容量と自己の抵抗値で決まる一定の時定数で放電させる放電用抵抗Ｒ１１が並列接続されている。
【００３４】
尚、充電用の抵抗Ｒ１０の抵抗値は、判定レベル設定回路２０内のピークホールド回路２４における抵抗Ｒ２と同様、コンデンサＣ１０との間で時定数の大きな積分回路を構成することのないよう（換言すれば、コンデンサＣ１０に第１検出信号Ｓ１のピーク値に対応した電荷を充電できるようにするために）、小さな値に設定されている。
【００３５】
この結果、コンデンサＣ１０の両端電圧である電圧値Ｖｄは、図５に示すように、内燃機関の気筒内圧力の上昇に伴い第１検出信号Ｓ１の信号レベルが大きくなると、それに応じて上昇し、その後、第１検出信号の信号レベルが小さくなると、コンデンサＣ１０の容量と放電用抵抗Ｒ１１とで決まる時定数により、一定の傾きで減衰することになる。尚、この放電時の時定数は、第１検出信号Ｓ１のピークから次のピークまでの間（換言すれば内燃機関の１サイクルの間）に、コンデンサＣ１０の電荷を放電してしまうことのないよう、充分大きな値に設定されている。
【００３６】
このように第１検出信号Ｓ１の最大値（ピーク）に応じて変化するコンデンサＣ１０の電圧値Ｖｄは、オペアンプＯＰ１１からなるバッファ回路を介して、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３とからなる分圧回路に入力され、これら各抵抗Ｒ１２，Ｒ１３の抵抗値で決まる分圧値（Ｒ１３／（Ｒ１２＋Ｒ１３））で分圧され、図５に示す如く、元の電圧値Ｖｄよりも一定割合（分圧値）だけ低い電圧値Ｖｇ（＝Ｖｄ×Ｒ１３／（Ｒ１２＋Ｒ１３））に変換される。そして、この分圧後の電圧値Ｖｇは、ノック判定期間設定用の基準値として、コンパレータＣＭＰの非反転入力端子に入力され、コンパレータＣＭＰにより、その反転入力端子に入力された第１検出信号Ｓ１と大小比較される。
【００３７】
この結果、コンパレータＣＭＰから出力されるゲート信号Ｓｇは、図５に示す如く、ノック判定期間設定用の基準値である電圧値Ｖｇが第１検出信号Ｓ１よりも大きいときにHighレベルとなり、電圧値Ｖｇが第１検出信号Ｓ１以下になるとLow レベル（ノック判定期間）となる。
【００３８】
尚、本実施例においては、ノック判定許可手段としてのゲート信号生成回路１０を構成する上記各部の内、チャージアンプ４からコンパレータＣＭＰの非反転入力端子に至る経路に設けられたピークホールド回路１２，抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３，及びオペアンプ１１が本発明（請求項１）の分割ピーク値出力手段として機能し、コンパレータＣＭＰが本発明（請求項１）の比較判定手段として機能する。また、このように分割ピーク値出力手段として機能するピークホールド回路１２，抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３，及びオペアンプ１１の内、抵抗Ｒ１１は、本発明（請求項１）の放電回路として機能し、オペアンプ１１及び抵抗Ｒ１２，Ｒ１３は、本発明（請求項１）の分圧回路として機能する。
【００３９】
以上説明したように、本実施例のノッキング検出装置においては、ノッキング検出用の圧力センサの出力回路として機能するチャージアンプ４からの出力信号（第１検出信号Ｓ１）に基づき、ノック判定期間を表すゲート信号Ｖｇを生成するようにされている。
【００４０】
このため、本実施例によれば、従来装置のように、クランク角センサを用いることなく、また、ノック判定期間設定用の特別なセンサを用いることなく、ノッキング検出用の圧力センサ（検出素子２＋チャージアンプ４）だけで、ノック判定期間の設定及びノック判定を行うことができる。
【００４１】
またノック判定期間設定用のゲート信号生成回路１０は、オペアンプ等を使った簡単なアナログ回路にて構成でき、従来のように、クランク角センサからの出力を波形整形して、その個数をカウントしたり、そのカウント値に基づきゲート信号を生成するために、カウンタや各種ゲート回路からなるタイミング回路を用いる必要がないことから、その回路構成を簡素化できる。
【００４２】
また、従来装置のように、カウンタ等からなるタイミング回路を用いる必要がないので、回路内にパルス状のノイズが侵入しても、その影響を受けてノック判定期間が変動するようなことはなく、従来装置に比べて、耐ノイズ性を向上することができる。
【００４３】
よって、本実施例のノッキング検出装置は、従来装置に比べて、装置構成を簡素化して、製造コストを低減できる。
また、本実施例のノッキング検出装置は、ノック判定期間設定のために、クランク角センサを用いる必要がないので、クランク角センサを備えていない内燃機関にも容易に適用することができ、装置の汎用性を高めることができる。
【００４４】
このため、例えば、クランク角センサを備えていないオートバイ等のレース用車両に搭載して、車両走行時に内燃機関に発生したノッキングの回数や頻度等を計測し、その計測結果に基づき、内燃機関の点火時期等を調整する、というように、内燃機関のチューニング用としても利用できる。
【００４５】
具体的には、例えば、本実施例のノッキング検出装置にカウント値の表示機能を有するカウンタを設け、ノック判定回路８からのノック検出信号Ｓｎの出力回数をカウントして表示できるようにすれば、車両走行中のノッキングの発生回数を知ることができるため、レース用車両の点火時期等をレース場でチューニングするような場合に極めて便利な装置となり得る。
【００４６】
また、本実施例のノッキング検出装置によれば、ゲート信号生成回路１０から出力されるゲート信号Ｓｇの立ち上がり（或いは立ち下がり）エッジをカウントすれば、カウント開始後に内燃機関が回転した回数を知ることができるため、この回転回数と、上記ノッキング発生回数とを、夫々、カウンタにてカウントするようにすれば、これら各カウント値からノッキングの発生頻度を求めることが可能となり、内燃機関のチューニング作業をより効率よく行うことができる。
【００４７】
また、本実施例のノッキング検出装置によれば、ゲート信号Ｓｇの立ち上がり（或いは立ち下がり）エッジを単位時間毎にカウントするようにすれば、そのカウント値から、内燃機関の回転速度を求めることができ、更に、チャージアンプ４からの出力（第１検出信号Ｓ１）により、気筒内圧力を知ることもできる。従って、本実施例のノッキング検出装置を用いれば、内燃機関の各回転速度毎の気筒内圧力をサンプリングしたり、各回転速度毎のノッキングの発生回数や頻度をサンプリングするといったことも可能である。
【００４８】
一方、本実施例のノッキング検出装置において、判定レベル設定回路２０にてノック判定レベルＶthを生成するに当たっては、まず、ノック判定期間を除く期間中、ピークホールド回路２４にて、第２検出信号Ｓ２のピーク値に対応した電荷をコンデンサＣ１に充電すると共に、その充電電荷を一定の時定数にて放電させることにより、コンデンサＣ１の電圧値Ｖｃを、内燃機関の振動成分の内のノック判定期間以外の期間に発生したバックグランドノイズのピーク値に対応した電圧値に制御する（図２参照）。そして、この電圧値Ｖｃを、更に、積分回路２６で積分処理し、更にその積分処理後の信号を増幅回路２８にて更に増幅することにより、ノック判定レベルＶthを設定する（図２参照）。
【００４９】
このため、本実施例のノッキング検出装置によれば、ノック判定レベル（しきい値）Ｖthを、第２検出信号Ｓ２に重畳されたバックグランドノイズ（バルブ着座による振動等）に対応させることができ、第２検出信号Ｓ２を単に積分処理するだけでノック判定レベルＶthを生成するようにした場合に比べて、ノック判定回路８によるノック判定を、高精度に、しかも、検出感度を低下させることことなく、良好に行うことができるようになる。
【００５０】
つまり、従来装置において、ノック判定レベルＶthを設定する際には、通常、検出信号（第２検出信号Ｓ２）を積分処理し、積分処理後の値に、オフセット値を加えたり、或いは、積分処理後の信号を増幅することにより、ノック判定レベルＶthを設定しているが、これでは、ノック判定レベルを検出信号（第２検出信号Ｓ２）のバックグランドノイズに対応させることができず、バックグランドノイズによってノッキングの検出精度が低下することがある。
【００５１】
しかし、本実施例では、上記のようにノック判定レベルＶthを第２検出信号のバックグランドノイズに対応させることができるため、ノッキングの検出精度を高めることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例のノッキング検出装置全体の構成を表す回路図である。
【図２】  検出素子の点火プラグへの取付状態を表す説明図である。
【図３】  ノック判定レベル設定回路の動作を表すタイムチャートである。
【図４】  ゲート信号生成回路の構成を表す回路図である。
【図５】  ゲート信号生成回路の動作を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
２…検出素子、３…点火プラグ、４…チャージアンプ、６…フィルタ回路、８…ノック判定回路、１０…ゲート信号生成回路、１２…ピークホールド回路、２０…判定レベル設定回路、Ｃ１０…コンデンサ、ＣＭＰ…コンパレータ、Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３…抵抗。
【図１】
0004190109.tif 000002
【図２】
0004190109.tif 000003
【図３】
0004190109.tif 000004
【図４】
0004190109.tif 000005
【図５】
0004190109.tif 000006