(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関で発生する振動波形信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段で検出された前記振動波形信号を入力しノック特有の周波数帯域の信号を濾波する帯域通過フィルタと、
前記帯域通過フィルタによる濾波信号に基づき、前記濾波信号のレベル推移に対応したバックグランドレベルを算出するバックグランドレベル演算手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記バックグランドレベル演算手段で算出された前記バックグランドレベルと所定の適合定数とに基づき前記帯域通過フィルタによる濾波信号からノッキングの有無を判定するためのノック判定レベルを設定するための判定レベル設定手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づき、前記帯域通過フィルタの濾波周波数帯域を切替制御する周波数切替手段と、
前記周波数切替手段で切替えられた前記帯域通過フィルタの濾波周波数帯域に基づき前記適合定数を切り替える判定レベル切替手段と、
前記帯域通過フィルタによる濾波信号と前記判定レベル設定手段による前記判定レベルとに基づき前記内燃機関におけるノック発生の有無を判定するノック判定手段と、
前記ノック判定手段による判定結果に応じて前記内燃機関の運転状態を制御するノック制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関用ノック制御装置。
【請求項２】
前記周波数切替手段は、前記帯域通過フィルタの濾波周波数帯域を前記内燃機関の機関回転速度に応じて切替えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用ノック制御装置。
【請求項３】
前記周波数切替手段は、前記帯域通過フィルタの濾波周波数帯域を前記内燃機関の負荷に応じて切替えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用ノック制御装置。
【請求項４】
前記判定レベル切替手段は、前記ノック判定レベルにおける適合定数を前記内燃機関の運転状態に応じて切替えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用ノック制御装置。
【請求項５】
前記判定レベル切替手段は、ベース値に所定の補正量を加減算して得られる適合定数に基づき前記ノック判定レベルを切替えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用ノック制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関におけるノック発生の有無を検出し、内燃機関の運転状態を制御する内燃機関用ノック制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関用ノック制御装置に関連する先行技術文献としては、特開平７−１０３８５６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、スイッチトキャパシタフィルタのノック検出周波数の切替えに際し、最新のバックグランドレベルＶBGに適合定数Ｋを乗算してノック判定レベルＶJLを求め、このノック判定レベルＶJLとスイッチトキャパシタフィルタによる濾波信号のピーク値ＶP とが比較され、内燃機関におけるノック発生の有無を判定す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、ノック検出周波数を切替えたとき、検出される周波数のノイズ量が変化し、これに連れてバックグランドレベルも変化するためノック検出周波数に見合った適合定数Ｋがあることが分かった。即ち、適合定数Ｋを固定値として求めたノック判定レベルを用いると、ノイズ発生をノック発生と誤判定することがあり、この際には、点火時期の不適切な遅角制御が行われ、内燃機関の出力低下が発生する。また、ノック発生を適切に検出できないときには、点火時期の進角制御によってノック音が大きくなるという不具合があった。
【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、ノック検出周波数の切替時においても、内燃機関におけるノック発生の有無を正確に判定しノック制御可能な内燃機関用ノック制御装置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の内燃機関用ノック制御装置によれば、信号検出手段からの振動波形信号からノック特有の周波数帯域の信号を濾波する周波数切替手段で切替えられた帯域通過フィルタの濾波周波数帯域と、バックグランドレベル演算手段で算出される帯域通過フィルタによる濾波信号のレベル推移に対応したバックグランドレベルとに基づき、判定レベル切替手段でノック判定レベルが切替えられる。このノック判定レベルと帯域通過フィルタによる濾波信号とがノック判定手段で比較されることにより、内燃機関におけるノック発生の有無が正確に判定される。このようにして得られた判定結果によってノック制御手段では、内燃機関の運転状態が適切に制御される。
【０００６】
請求項２の内燃機関用ノック制御装置における周波数切替手段では、内燃機関の機関回転速度に応じて帯域通過フィルタの濾波周波数帯域が切替えられることで、帯域通過フィルタによる内燃機関におけるノック発生の有無が正確に判定される。
【０００７】
請求項３の内燃機関用ノック制御装置における周波数切替手段では、内燃機関の負荷に応じて帯域通過フィルタの濾波周波数帯域が切替えられることで、帯域通過フィルタによる内燃機関におけるノック発生の有無が正確に判定される。
【０００８】
請求項４の内燃機関用ノック制御装置における判定レベル切替手段では、ノック判定レベルにおける適合定数が内燃機関の運転状態に応じたものに切替えられることで、帯域通過フィルタによる内燃機関におけるノック発生の有無が正確に判定される。
【０００９】
請求項５の内燃機関用ノック制御装置における判定レベル切替手段では、ベース値に所定の補正量を加減算して適合定数が得られることで必要な記憶容量を最小にすることができ、この適合定数に基づき切替えられるノック判定レベルによれば、帯域通過フィルタによる内燃機関におけるノック発生の有無が正確に判定される。
【００１０】
【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。
【００１１】
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ノック制御装置における全体構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１において、図示しない内燃機関に取付けられ、内燃機関で発生する振動を検出するノックセンサ１、このノックセンサ１からの出力信号を入力しノック特有の周波数帯域の信号を濾波するスイッチトキャパシタフィルタ（Switched Capacitor Filter;以下、単に『ＳＣＦ』と記す）２、内燃機関のクランクシャフト回転数を検出する回転数センサ３、この回転数センサ３により検出される機関回転速度ＮＥに基づきＳＣＦ２のフィルタ特性を制御するフィルタ制御回路４、制御されるＳＣＦ２の濾波信号に基づき内燃機関におけるノック発生の有無を検出するノック検出回路５、このノック検出回路５によりノック発生が検出されたとき、ノック発生状態を抑制すべく点火時期等を制御するノック抑制回路６からなる。
【００１３】
次に、上述の各回路の詳細な構成及び機能、動作について詳述する。
【００１４】
まず、ノックセンサ１の出力信号からノック特有の周波数帯域信号を濾波するＳＣＦ２は、例えば、図２に示すような構成からなり、ここでは、２次のＳＣＦを用いている。このＳＣＦ２は、コンデンサ２１ａ〜２１ｇ、例えば、ＦＥＴからなるスイッチング素子２２ａ〜２２ｅ及びオペアンプ（演算増幅器）２３，２４を備えている。そして、スイッチング素子２２ａ〜２２ｅを、図２に実線にて示す状態と破線にて示す状態とに切替えるようスイッチング動作させることによって、その切替速度（スイッチング周期）に対応した中心周波数を持って入力端子Ｖinに入力される信号を帯域濾波する特定周波数帯域通過フィルタとしてのバンドパスフィルタとして機能する。
【００１５】
図２に示すＳＣＦ２では、中心周波数ｆ0 が次式（１）にて設定されているものとする。ここで、ｆCLK はスイッチング素子２２ａ〜２２ｅをスイッチング動作させるべくフィルタ制御回路４から出力されるスイッチング駆動信号の周波数、即ち、これらスイッチング素子２２ａ〜２２ｅのスイッチング周波数である。
【００１６】
【数１】
ｆ0 ＝ｆCLK ／２０                                      ・・・（１）
【００１７】
また、フィルタ制御回路４は、回転数センサ３により検出される機関回転速度ＮＥに基づき、スイッチング周波数ｆCLK を決定するための値ｎを設定するｎ設定部４１及び設定された値ｎに応じたスイッチング周波数ｆCLK を持つスイッチング駆動信号を生成してこれをＳＣＦ２に対し出力する駆動信号発生部４２を備えている。
【００１８】
このうち、ｎ設定部４１は、例えば、図３に示すフローチャートの処理手順に従って値ｎが自動設定される。即ち、機関回転速度ＮＥが回転数センサ３によって検出されているものとすると、ｎ設定部４１では、図３のステップＳ１０１で、内燃機関の、例えば、所定クランク角毎にその機関回転速度ＮＥが読込まれる。次にステップＳ１０２に移行して、ステップＳ１０１で読込まれた機関回転速度ＮＥと予め設定されている所定の機関回転速度ＮＥo とが比較される。この所定の機関回転速度ＮＥo とは、ノック発生を示す周波数帯域が変化する内燃機関の運転状態の変化に対応した機関回転速度として設定されるもので、通常は、例えば、４０００〔ｒｐｍ〕の機関回転速度に対応した値が選ばれる。
【００１９】
そして、ステップＳ１０２の判定条件が成立、即ち、機関回転速度ＮＥが所定の機関回転速度ＮＥo 未満と小さいときにはステップＳ１０３に移行し、値ｎとして「３」が設定されたのち本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１０２の判定条件が成立せず、即ち、機関回転速度ＮＥが所定の機関回転速度ＮＥo 以上と大きいときにはステップＳ１０４に移行し、値ｎとして「２」が設定されたのち本ルーチンを終了する。このようにして設定された値ｎは、駆動信号発生部４２に付与される。
【００２０】
駆動信号発生部４２は、例えば、図４に示すような構成からなり、ｎ設定部４１から付与される値ｎに対応するスイッチング周波数ｆCLK を持つ駆動信号を生成する。即ち、図４に示すように、駆動信号発生部４２において、カウンタ４２１は図示しない水晶発振子から発振される例えば、周波数１〔ＭＨz 〕のパルス信号を入力し、このパルス信号の立上がりエッジを計数するカウンタであり、コンペアレジスタ４２２はカウンタ４２１の計数値とｎ設定部４１から付与される値ｎとを比較して両者の値が一致したとき、カウンタ４２１及び反転ラッチ回路４２３に対してリセット信号を出力する回路である。反転ラッチ回路４２３は、リセット信号が加えられる毎に、即ち、カウンタ４２１がリセットされる毎に論理レベルが反転する信号をＳＣＦ２の駆動信号（スイッチング駆動信号）として出力する。
【００２１】
図５及び図６は、ｎ設定部４１を介して設定された値ｎが「３」または「２」であった場合における駆動信号発生部４２の動作をそれぞれ示す。例えば、ｎ設定部４１を介して設定された値ｎが「３」であった場合、駆動信号発生部４２は、図５に示すように、駆動信号を生成し出力する。即ち、図５（ａ）に示すように、水晶発振子から発振されている発振パルスに対し、カウンタ４２１は、その立上がりエッジ毎に、図５（ｂ）に示すように、カウント１（時刻ｔ1 ）、カウント２（時刻ｔ2 ）、カウント３（時刻ｔ3 ）のようにカウントを進め、計数値がカウント３に達したときに、コンペアレジスタ４２２によりその計数値がリセットされる。
【００２２】
このような動作が繰返されることにより、反転ラッチ回路４２３からは、図５（ｃ）に示すように、論理レベルが反転される駆動信号が出力される。ここで、値ｎが「３」に設定されている場合には、発振パルスを６分周した周波数の駆動信号が得られることとなり、発振パルスの周波数が１〔ＭＨz 〕であれば、スイッチング周波数ｆCLK は次式（２）にて設定される周波数を持つ駆動信号として得られる。
【００２３】
【数２】
ｆCLK ＝１〔ＭＨz 〕／６≒１６７〔ｋＨz 〕              ・・・（２）
【００２４】
一方、ｎ設定部４１を介して設定された値ｎが「２」である場合には、駆動信号発生部４２は、図６に示すように、駆動信号を発生し出力する。即ち、図６（ａ）に示すように、水晶発振子から発振されている発振パルスに対し、カウンタ４２１は、その立上がりエッジ毎に、図６（ｂ）に示すように、カウント１（時刻ｔ1 ）、カウント２（時刻ｔ2 ）のようにカウントを進め、計数値がカウント２に達したときに、コンペアレジスタ４２２によりその計数値がリセットされる。このような動作が繰返されることにより、反転ラッチ回路４２３からは、図６（ｃ）に示すように、論理レベルが反転される駆動信号が出力される。ここで、値ｎが「２」に設定されている場合には、発振パルスを４分周した周波数の駆動信号が得られることとなり、発振パルスの周波数が１〔ＭＨz 〕であれば、スイッチング周波数ｆCLK は次式（３）にて設定される周波数を持つ駆動信号として得られる。
【００２５】
【数３】
ｆCLK ＝１〔ＭＨz 〕／４＝２５０〔ｋＨz 〕              ・・・（３）
【００２６】
上述したＳＣＦ２は、このような駆動信号に基づきスイッチング素子２２ａ〜２２ｅが駆動され、その中心周波数ｆ0 （濾波周波数帯域）が切替えられる。図７にＳＣＦ２の周波数特性を示すように、駆動信号の周波数ｆCLK として１６７〔ｋＨz 〕が選ばれている場合、即ち、機関回転速度ＮＥが所定値ＮＥo 未満と小さく、値ｎが「３」に設定されている場合には、ＳＣＦ２は次式（４）にて算出される中心周波数ｆ0 を持つ特定周波数帯域通過フィルタとなる。
【００２７】
【数４】
ｆ0 ＝１６７〔ｋＨz 〕／２０≒８．３〔ｋＨz 〕          ・・・（４）
【００２８】
また、駆動信号の周波数ｆCLK として２５０〔ｋＨz 〕が選ばれている場合、即ち、機関回転速度ＮＥが所定値ＮＥo 以上と大きく、値ｎが「２」に設定されている場合には、ＳＣＦ２は次式（５）にて算出される中心周波数ｆ0 を持つ特定周波数帯域通過フィルタとなる。
【００２９】
【数５】
ｆ0 ＝２５０〔ｋＨz 〕／２０＝１２．５〔ｋＨz 〕        ・・・（５）
【００３０】
ノック検出回路５は、上述の周波数特性を持ってノックセンサ１の出力信号を濾波するＳＣＦ２の濾波信号に基づき、内燃機関のノック発生の有無を検出する回路であり、図１に示すように、ピークホールド部５１、バックグランドレベル演算部５２、徐変テーブル５３、更新量演算部５４、判定レベル演算部５５及び判定部５６を備えている。ここで、ピークホールド部５１は入力される濾波信号を内燃機関の所定クランク角間毎にピークホールドする部分である。このピークホールドされた信号であるピーク値ＶP は、ノック強度値に対応し、バックグランドレベル演算部５２及び判定部５６に対してそれぞれ出力される。
【００３１】
バックグランドレベル演算部５２は、ピークホールド部５１からのピーク値ＶP を内燃機関の例えば、点火サイクル所定回数分だけ平均化処理しバックグランドレベルＶBGを求めると共に、このバックグランドレベルＶBGとその都度のピーク値ＶP とを比較し、ピーク値ＶP がバックグランドレベルＶBGより大きいときには、所定の更新量ΔＶが加算されバックグランドレベルＶBGが更新される（ＶBG←ＶBG＋ΔＶ）。一方、ピーク値ＶP がバックグランドレベルＶBGより小さいときには、所定の更新量ΔＶが減算されバックグランドレベルＶBGが更新される（ＶBG←ＶBG−ΔＶ）。
【００３２】
これら更新されたバックグランドレベルＶBGは、判定レベル演算部５５に対して出力されると共に、最新のバックグランドレベルＶBGとして、次回のピーク値ＶP と比較されるべくバックグランドレベル演算部５２内のメモリ（図示略）に適宜、記憶保持される。
【００３３】
また、バックグランドレベル演算部５２では、上述したフィルタ制御回路４による値ｎの設定を監視しており、値ｎの設定切替が行われたとき、即ち、内燃機関の運転状態が変化したとき（本実施例では、機関回転速度４０００〔ｒｐｍ〕を境として機関回転速度ＮＥが上昇または下降したとき）には、徐変テーブル５３及び更新量演算部５４との協動のもとに、更に図８に示すフローチャートに従って処理が実行される。
【００３４】
即ち、フィルタ制御回路４によって値ｎが切替えられたとすると、バックグランドレベル演算部５２では、図８のステップＳ２０１で、フィルタ制御回路４によって値ｎが切替えられたかが判定される。ステップＳ２０１の判定条件が成立、即ち、値ｎが切替えられたときにはステップＳ２０２に移行し、内蔵する第１カウンタＣ１に値「１０」がセットされる。次にステップＳ２０３に移行して、この時点での最新のバックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の絶対値が所定値αを越えているかが判定される。この所定値αとは、値ｎの切替直後、即ち、ＳＣＦ２の濾波周波数帯域の変更直後における濾波信号の極端なレベル変動の有無を監視する値である。
【００３５】
ステップＳ２０３の判定条件が成立、即ち、バックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の絶対値が所定値αを越え大きいときにはステップＳ２０４に移行し、濾波信号に極端なレベル変動があったとして、バックグランドレベル演算部５２にて内蔵する第２カウンタＣ２に値「１」がセットされる。次にステップＳ２０５に移行して、ノック判定禁止フラグＦＬＡＧに値「１」がセットされ、判定部５６によるノック判定が禁止される。このことは、判定禁止信号ＰＢを通じて判定部５６に伝達される。
【００３６】
一方、ステップＳ２０３の判定条件が成立せず、即ち、バックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の絶対値が所定値α未満と小さいときにはステップＳ２０６に移行し、バックグランドレベル演算部５２にてバックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の絶対値が後述の所定値β未満であるかが判定される。ステップＳ２０６の判定条件が成立、即ち、バックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の絶対値が所定値β未満と小さいときにはステップＳ２０７に移行し、第２カウンタＣ２にセットする値が「−１」に変更される。一方、ステップＳ２０６の判定条件が成立せず、即ち、バックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の絶対値が所定値β以上と大きいときにはステップＳ２０８に移行し、第２カウンタＣ２にセットする値が「０」に変更される。
【００３７】
そして、ステップＳ２０９に移行し、バックグランドレベル演算部５２にて何れの場合もノック判定禁止フラグＦＬＡＧが「０」にリセットされる。ステップＳ２０５またはステップＳ２０９の処理ののちステップＳ２１０に移行し、第１カウンタＣ１にセットされている値が、第２カウンタＣ２にセットした値による補正のもとにデクリメントされる（Ｃ１←Ｃ１＋Ｃ２−１）。
【００３８】
ここで、所定値βとは、最新のバックグランドレベルＶBGに比してピーク値ＶP が安定またはそれに近い状態に遷移されたか否かを判定するための値であり、バックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の絶対値が所定値β以上と大きく第２カウンタＣ２に値「０」がセットされる場合とは、ピーク値ＶP の通常の過渡状態にあって、第１カウンタＣ１のデクリメントも「１」ずつ通常に実施されることを意味する。これに対して、バックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP との差の絶対値が所定値β未満と小さく第２カウンタＣ２に値「−１」がセットされる場合とは、ピーク値ＶP の安定またはそれに近い状態にあって第１カウンタＣ１のデクリメントが「２」ずつ加速度的に実施されることを意味する。
【００３９】
このようにして、第１カウンタＣ１のデクリメントを実施したバックグランドレベル演算部５２は、このデクリメントされた第１カウンタＣ１の値によって徐変テーブル５３をアクセスし、徐変テーブル５３から徐変データＴ（Ｃ１）を読出して更新量演算部５４に出力する。
【００４０】
徐変テーブル５３は、例えば、図９に示すように、第１カウンタＣ１の値に対応した徐変データＴ（Ｃ１）が予め格納されているメモリ（例えば、ＲＯＭ）テーブルである。即ち、この徐変テーブル５３によれば、デクリメントされる第１カウンタＣ１の値が「１０」〜「７」にあるようなデクリメント初期、即ち、濾波信号のピーク値ＶP が過渡状態にある初期のうちは、その徐変データＴ（Ｃ１）として例えば、「５」のように比較的大きな値が読出されるようになるが、デクリメントされる第１カウンタＣ１の値が「６」〜「４」となるデクリメント中期、または「３」〜「０」となるデクリメント後期には、その徐変データＴ（Ｃ１）として例えば、「３」、「１．５」または「１」のように徐々に小さな値が読出されるようになる。
【００４１】
更新量演算部５４は、図８のステップＳ２１１で、このように読出される徐変データＴ（Ｃ１）に基づき更新量ΔＶについて拡張演算を実行する部分であり〔ΔＶ←ΔＶ×Ｔ（Ｃ１）〕、この算出された拡張更新量ΔＶの値がバックグランドレベル演算部５２に対して返される。このように、拡張更新量ΔＶが返されたバックグランドレベル演算部５２は、上述と同様に、最新のバックグランドレベルＶBGとピーク値ＶP とを比較して、ピーク値ＶP がバックグランドレベルＶBGより大きいときには、バックグランドレベルＶBGに拡張更新量ΔＶを加算して更新し、一方、ピーク値ＶP がバックグランドレベルＶBGより小さいときには、バックグランドレベルＶBGから拡張更新量ΔＶを減算して更新する。
【００４２】
そして、バックグランドレベル演算部５２は、図８のステップＳ２１２の判定条件が成立せず、即ち、第１カウンタＣ１の値が「０」でないときには上述のステップＳ２０３以降の処理が同様に繰返し実行される。一方、ステップＳ２１２の判定条件が成立、即ち、第１カウンタＣ１の値が「０」であるときにはステップＳ２１３に移行し、ノック判定禁止フラグＦＬＡＧが「０」にリセットされたのち、更新量ΔＶを所定値としてバックグランドレベルＶBGを更新する上述の処理が繰返し実行される。
【００４３】
判定レベル演算部５５は、バックグランドレベル演算部５２を通じて更新されたバックグランドレベルＶBGに、後述のように、例えば、回転数センサ３を通じて検出される機関回転速度ＮＥに応じて設定される適合定数Ｋを乗算し、ノック発生の有無を判定するためのノック判定レベルＶJLを次式（６）にて算出、設定する部分である。
【００４４】
【数６】
ＶJL＝Ｋ・ＶBG                                          ・・・（６）
【００４５】
また、判定部５６は、この算出、設定されたノック判定レベルＶJLとその都度の濾波信号のピーク値ＶP との比較に基づき、内燃機関にノック発生しているか否かを判定する部分である。詳しくは、ピーク値ＶP がノック判定レベルＶJLを越えていればノック発生有りと判定され、ピーク値ＶP がノック判定レベルＶJLを越えていなければノック発生なしと判定される。
【００４６】
このように、ノック検出回路５によれば、値ｎの設定変更に伴って、即ち、ＳＣＦ２の濾波周波数帯域の切替に伴って濾波信号のレベルが大きく変化する場合であっても、バックグランドレベル演算部５２、徐変テーブル５３及び更新量演算部５４を通じて、図８に示すように、第１カウンタＣ１に最初にセットされる値に対応した所定期間だけ、更新量ΔＶを最初に拡大し、この後、徐々に拡大量を減少させる制御が実施されることから、ノック判定レベルＶJLも、大きく変化した濾波信号の信号レベルに相応して、ノック発生の有無を適正に判定することのできるレベルへと迅速に移行されることで、ノック検出回路５としてのノック検出精度も好適に維持されるようになる。なお、ノック抑制回路６は、ノック検出回路５の判定部５６からノック発生有りと判定された信号が出力されると、ノック抑制すべく点火時期を所定量遅角制御する周知の回路である。
【００４７】
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ノック制御装置のノック検出回路５のバックグランドレベル演算部５２、判定レベル演算部５５及び判定部５６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〜図１３を参照して説明する。ここで、図１１は図１０の処理における機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕をパラメータとして適合定数Ｋのベース値ＫB を求めるテーブルである。図１２は図１０の処理におけるＳＣＦ２の中心周波数〔ｋＨz 〕に対応する補正量を求めるテーブルである。図１３は図１０の処理における機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕をパラメータとして設定される適合定数Ｋを示す特性図である。なお、このノック判定ルーチンは内燃機関の各燃焼サイクルのノック検出区間終了タイミング毎にノック検出回路５にて繰返し実行される。
【００４８】
図１０において、ステップＳ３０１で、上述のように、バックグランドレベルＶBG算出処理が実行される。次にステップＳ３０２に移行して、ＳＣＦ２の中心周波数が８．３〔ｋＨz 〕であるかが判定される。ステップＳ３０２の判定条件が成立、即ち、中心周波数が８．３〔ｋＨz 〕であるときにはステップＳ３０３に移行し、中心周波数８．３〔ｋＨz 〕に見合う適合定数Ｋが選定される。一方、ステップＳ３０２の判定条件が成立せず、即ち、中心周波数が８．３〔ｋＨz 〕でないときにはステップＳ３０４に移行し、中心周波数１２．５〔ｋＨz 〕に見合う適合定数Ｋが選定される。
【００４９】
この適合定数Ｋとしては、まず、図１１のテーブルに示すように、このときの内燃機関の運転状態を表す機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕に応じて適合定数Ｋのベース値ＫB が求められる。次に、図１２のテーブルに示すように、中心周波数〔ｋＨz 〕が低周波帯ｆＬc にあるときには補正量が「０」、中心周波数〔ｋＨz 〕が高周波帯ｆＨc にあるときには補正量が「VAL1」に設定される。これにより、図１３の特性図に示すように、中心周波数〔ｋＨz 〕が低周波数帯域ｆＬにあるときには、ベース値ＫB のままとなり、一方、中心周波数〔ｋＨz 〕が高周波数帯域ｆＨにあるときには適合定数Ｋはベース値ＫB に補正量VAL1が加算され、それぞれの周波数帯域における機関回転速度ＮＥに対する適合定数Ｋが設定される。なお、低周波数帯域ｆＬと高周波数帯域ｆＨとの帯域間における相互切替に際しては、図１３の特性図に示すように、機関回転速度ＮＥに対して所定幅（NECH1 〜NECH2 ）のヒステリシスが設けられ、適合定数Ｋのチャタリングが防止されている。
【００５０】
ステップＳ３０３またはステップＳ３０４で適合定数Ｋが選定されたのちステップＳ３０５に移行し、上述のように算出されたノック判定レベルＶJLに基づきノック判定が実行され、本ルーチンを終了する。
【００５１】
このように、本実施例の内燃機関用ノック制御装置は、内燃機関（図示略）で発生する振動波形信号を検出する信号検出手段としてのノックセンサ１と、ノックセンサ１で検出された振動波形信号を入力しノック特有の周波数帯域の信号を濾波する帯域通過フィルタとしてのＳＣＦ（スイッチトキャパシタフィルタ）２と、ＳＣＦ２による濾波信号に基づき、その濾波信号のレベル推移に対応したバックグランドレベルＶBGを算出するノック検出回路５にて達成されるバックグランドレベル演算手段と、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段としての回転数センサ３と、内燃機関の運転状態に基づき、ＳＣＦ２の濾波周波数帯域を切替制御するフィルタ制御回路４にて達成される周波数切替手段と、前記バックグランドレベル演算手段で算出されたバックグランドレベルＶBG及び前記周波数切替手段で切替えられたＳＣＦ２の濾波周波数帯域に基づきノック判定レベルＶJLを切替えるノック検出回路５にて達成される判定レベル切替手段と、ＳＣＦ２による濾波信号とノック判定レベルＶJLとに基づき内燃機関におけるノック発生の有無を判定するノック検出回路５にて達成されるノック判定手段と、前記ノック判定手段による判定結果に応じて内燃機関の運転状態を制御するノック抑制回路６にて達成されるノック制御手段とを具備するものである。
【００５２】
つまり、ＳＣＦ２による濾波信号のレベル推移に対応したバックグランドレベルＶBG及びＳＣＦ２の濾波周波数帯域に基づきノック判定レベルＶJLが切替えられる。このノック判定レベルＶJLとＳＣＦ２による濾波信号のピーク値ＶP とが比較されることにより、内燃機関におけるノック発生の有無が正確に判定される。このようにして得られた判定結果によれば、内燃機関の運転状態を適切に制御することができる。
【００５３】
また、本実施例の内燃機関用ノック制御装置のフィルタ制御回路４にて達成される周波数切替手段は、ＳＣＦ２の濾波周波数帯域を内燃機関の機関回転速度ＮＥに応じて切替えるものである。これにより、内燃機関の機関回転速度ＮＥに応じてＳＣＦ２の濾波周波数帯域の中心周波数が自動的に適切に切替えられ、結果として、ＳＣＦ２による内燃機関におけるノック発生の有無を正確に判定することができる。
【００５４】
そして、本実施例の内燃機関用ノック制御装置のノック検出回路５にて達成される判定レベル切替手段は、ノック判定レベルＶJLにおける適合定数Ｋを内燃機関の運転状態に応じて切替えるものである。これにより、ノック判定レベルＶJLを内燃機関の運転状態に応じたものに切替えることができ、結果として、ＳＣＦ２による内燃機関におけるノック発生の有無を正確に判定することができる。
【００５５】
更に、本実施例の内燃機関用ノック制御装置のノック検出回路５にて達成される判定レベル切替手段は、ベース値ＫB に所定の補正量VAL1を加算して得られる適合定数Ｋに基づきノック判定レベルＶJLを切替えるものである。これにより、ノック判定レベルＶJLを設定するためには、予めベース値ＫB 、所定の補正量VAL1を記憶させておくだけでよいため、必要な記憶容量を最小にすることができ、このように設定されたノック判定レベルＶJLによれば、ＳＣＦ２による内燃機関におけるノック発生の有無を正確に判定することができる。
【００５６】
ところで、上記実施例では、ＳＣＦ２の濾波周波数帯域を内燃機関の機関回転速度ＮＥにて切替えているが、内燃機関の負荷として、例えば、充填効率等に応じて切替えるようにしてもよい。このような内燃機関用ノック制御装置のフィルタ制御回路４にて達成される周波数切替手段は、ＳＣＦ２の濾波周波数帯域を内燃機関の負荷に応じて切替えるものであり、上述の実施例と同様の作用・効果が期待できる。
【００５７】
また、上記実施例では、内燃機関におけるノック特有の周波数帯域の信号を濾波する帯域通過フィルタとしてＳＣＦ２を用いたが、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、複数の特定周波数帯域通過フィルタとしてのバンドパスフィルタや複数の特定周波数帯域阻止フィルタとしてのバンドエリミネーションフィルタ等を用いても構成でき、それらを適宜、切替えることで同様の作用・効果を得ることができる。
【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ノック制御装置における全体構成を示すブロック図である。
【図２】  図２は図１のＳＣＦの詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】  図３は図１のフィルタ制御回路のｎ設定部における処理手順を示すフローチャートである。
【図４】  図４は図１のフィルタ制御回路の駆動信号発生部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】  図５は図４のフィルタ制御回路の駆動信号発生部のｎ＝３のときの動作を示すタイミングチャートである。
【図６】  図６は図４のフィルタ制御回路の駆動信号発生部のｎ＝２のときの動作を示すタイミングチャートである。
【図７】  図７は図１のＳＣＦにおける周波数と利得との関係を示す特性図である。
【図８】  図８は図１のノック検出回路のバックグランドレベル演算部及び更新量演算部における処理手順を示すフローチャートである。
【図９】  図９は図１のノック検出回路の徐変テーブルにおける第１カウンタと徐変データとの関係を示す特性図である。
【図１０】  図１０は図１のノック検出回路のバックグランドレベル演算部、判定レベル演算部及び判定部におけ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は図１０の処理における機関回転速度をパラメータとして適合定数のベース値を求めるテーブルである。
【図１２】  図１２は図１０の処理におけるＳＣＦの中心周波数に対応する補正量を求めるテーブルである。
【図１３】  図１３は図１０の処理における機関回転速度をパラメータとして設定される適合定数を示す特性図である。
【符号の説明】
１  ノックセンサ（信号検出手段）
２  ＳＣＦ（帯域通過フィルタ）
３  回転数センサ（運転状態検出手段）
４  フィルタ制御回路
５  ノック検出回路
６  ノック抑制回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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