(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の振動に基づく信号を出力するセンサと、
上記センサの出力から上記内燃機関に発生したノックの特徴成分を点火タイミング毎にノック信号として算出するノック信号算出手段と、
上記ノック信号算出手段で算出されたノック信号をフィルタ処理し、上記ノック信号の基本統計量を算出するノック信号基本統計量算出手段と、
上記ノック信号基本統計量算出手段で算出された上記ノック信号の基本統計量に基づいてノックを判定するためのノック判定閾値を算出するノック判定閾値算出手段と、
上記ノック信号基本統計量算出手段で算出された上記ノック信号が、上記ノック判定閾値算出手段で算出された上記ノック判定閾値を超える場合にノックが発生したと判定するノック判定手段と、
上記内燃機関の運転状態を示す運転状態値を複数検出する運転状態値検出手段と、
上記運転状態値検出手段で検出された運転状態値と上記運転状態値をフィルタ処理した値との偏差を上記運転状態値の代表値にて正規化する運転状態値偏差正規化手段と、
上記運転状態値偏差正規化手段で算出された複数の正規化後運転状態値偏差に基づいて過渡補正係数を算出する過渡補正係数算出手段と、
上記過渡補正係数算出手段で算出された過渡補正係数に基づいて上記ノック信号基本統計量算出手段のフィルタ処理に用いるフィルタ係数を補正するフィルタ係数補正手段と、
上記運転状態値偏差正規化手段におけるフィルタ処理の応答特性が上記ノック信号基本統計量算出手段のフィルタ処理の応答特性と等しくなるように、上記運転状態値偏差正規化手段におけるフィルタ処理の応答特性を調整するフィルタ特性調整手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のノック制御装置。
【請求項２】
上記フィルタ特性調整手段は、
上記運転状態値偏差正規化手段におけるフィルタ処理に用いるフィルタ係数として、上記フィルタ係数補正手段によって算出されるフィルタ係数の前回値を用いることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック制御装置。
【請求項３】
上記運転状態値偏差正規化手段は、上記ノック信号基本統計量算出手段と同じ周期で処理されることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のノック制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関にて発生するノック現象を制御する内燃機関のノック制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特開２００６−２２６４８号公報（特許文献１）に開示されているように、内燃機関にて発生するノック現象を内燃機関のブロックに直接取り付けたセンサ、即ち、振動センサ（以下、ノックセンサと称する）にて検出する方法が知られている。これは、内燃機関の運転中にノックが発生すると、内燃機関のボア径やノックの振動モードに応じて固有の周波数帯の振動が発生することが知られており、この固有周波数の振動強度（以下、ノック信号と称する）を測定することでノック検出を行うものである。
【０００３】
また、例えば特開昭５６−１１５８６１号公報（特許文献２）に開示されているように、ノック検出時には点火時期を遅角側へ補正することでノックを抑制し、ノック非検出時には点火時期を進角側に復帰することでトルク低下を最小限に抑えるノック制御装置が知られている。これは、内燃機関の特性として、点火時期を進角させると内燃機関の出力トルクは向上するがノックは発生し易くなり、逆に点火時期を遅角させると内燃機関の出力トルクは低下するがノックは発生しにくくなることが知られており、ノック検出時には点火時期を遅角側に補正し、ノック非検出時には進角側に復帰することで、ノックの発生を抑制しつつ最もトルクが発生するノック限界点火時期にて内燃機関を運転するよう制御するものである。但し、内燃機関が低負荷で運転されている場合等においては、トルクが最大となる点火時期まで進角してもノックが発生しない場合があり、このような運転領域では上記ノック制御は不要である。
【０００４】
このようなノック制御装置において、ノックを判定するためのノック判定閾値は一般的に、ノック信号をフィルタ処理することで算出されるノック信号の平均値や標準偏差などの基本統計量に基づいて設定される。例えば、特開平４−１４０４５４号公報（特許文献３）に開示されているように、ノック信号をフィルタ処理することで算出されるノック信号の平均値と予め適合しておいたゲインとオフセットを用いて設定する方法や、ノック信号の平均値とノック信号の偏差をフィルタ処理することで算出されるノック信号の標準偏差とノック信号の平均値を用いて設定する方法などが知られている。
【０００５】
このような方法において、内燃機関の回転速度や内燃機関の出力がほぼ一定の状態で運転される定常運転状態のときにはフィルタ処理のフィルタ係数を大きく設定する、つまりカットオフ周波数を低く設定することで、ノック信号の平均値や標準偏差の変動を低減してノック判定閾値の変動を抑制する。これにより、トルク変動の少ない安定した運転状態が得られる。
【０００６】
また、内燃機関の回転速度や内燃機関の出力が上昇または下降している遷移状態で運転される過渡運転状態のときにはフィルタ処理のフィルタ係数を小さく設定する、つまりカットオフ周波数を高く設定することで、ノック信号の平均値や標準偏差等のノック信号の基本統計量の応答性を上げてノック判定閾値を追従性良く制御する。これにより、ノックの誤検出を抑制することができる。
【０００７】
定常運転状態と過渡運転状態におけるノック信号の平均値や標準偏差を算出するためのフィルタ処理に用いるフィルタ係数の切替方法として、本出願人他による特許出願（特願２０１１−１９６８５号）により、過渡運転状態を遅れることなく検出することができ、加減速の度合い、過渡補正継続期間、過渡補正量減少速度等を含む過渡補正量を少ない工数で適合できることを目的として、複数の運転状態値に対して夫々フィルタ処理を行い、運転状態値とフィルタ後の運転状態値との偏差を代表値で正規化した値に基づいて過渡補正係数を算出し、この過渡補正係数を用いて、ノック信号の平均値や標準偏差を算出するためのフィルタ処理に用いるフィルタ係数を補正することで、過渡運転状態におけるノック判定閾値を適切に設定してノックの誤検出を抑制する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２２６４８号公報
【特許文献２】特開昭５６−１１５８６１号公報
【特許文献３】特開平４−１４０４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記特願２０１１−１９６８５号出願で提案した方法では、運転状態値に対するフィルタ処理に用いるフィルタ係数として予め適合された所定値を用いる構成としているため、過渡補正係数によりノック信号の平均値や標準偏差を算出するためのフィルタ処理に用いるフィルタ係数が補正されることでノック信号の平均値や標準偏差の応答性が上がる一方で、ノック信号の平均値や標準偏差の追従が完了した後でも過渡補正係数は算出されたまま、つまりノック信号の平均値や標準偏差を算出するためのフィルタ処理に用いるフィルタ係数の補正期間が不適切となり、ノックの検出が適切に行えないといった課題がある。
【００１０】
また、過渡補正係数の算出処理周期がノック信号の平均値や標準偏差の算出処理周期と異なる場合にも、過渡補正係数を算出するためのフィルタ処理の応答性と、ノック信号の平均値や標準偏差を算出するためのフィルタ処理の応答性が異なってしまい、補正期間が不適切となり、ノックの検出が適切に行えないといった課題もある。
【００１１】
上記課題について図６を用いて説明する。図６（Ａ）は過渡運転状態における第１の運転状態値とそのフィルタ値、図６（Ｂ）は第１の運転状態値に基づいて算出される第１の正規化後運転状態値偏差、図６（Ｃ）は第２の運転状態値とそのフィルタ値、図６（Ｄ）は第２の運転状態値に基づいて算出される第２の正規化後運転状態値偏差、図６（Ｅ）は第１の正規化後運転状態値偏差と第２の正規化後運転状態値偏差を総和することで算出される過渡補正係数を示している。また、図６（Ｆ）は過渡運転状態におけるノック信号と、過渡補正係数によって応答性を上げた状態のノック信号の平均値と、ノック信号の平均値に基づいて設定されるノック判定閾値の動作例を示しており、図６（Ｆ）のＡ点に見られるように、過渡運転状態の直後にノックが発生した状態を示している。
【００１２】
上記特願２０１１−１９６８５号出願で提案した方法によると、各運転状態値を算出するためのフィルタ処理に用いるフィルタ係数は所定値であるため、過渡補正係数により応答性を上げることでノック信号の平均値の追従が完了した後においても過渡補正係数は算出され続け、このため、ノック信号の平均値の応答性が早いままの状態となり、ノック判定閾値が安定せずに、ノックの検出が適切に行えない、もしくはノックの検出漏れが生じる。
【００１３】
そこで、この発明は前述のような課題を解決するために、過渡運転状態においてノック信号の平均値や標準偏差を算出するために用いるフィルタ係数を補正するための過渡補正係数を算出する際に、適合を行うことなく、補正期間を適切にすることにより、ノックの検出性を向上することができる内燃機関のノック制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明による内燃機関のノック制御装置は、内燃機関の振動に基づく信号を出力するセンサと、上記センサの出力から上記内燃機関に発生したノックの特徴成分を点火タイミング毎にノック信号として算出するノック信号算出手段と、上記ノック信号算出手段で算出されたノック信号をフィルタ処理し、上記ノック信号の基本統計量を算出するノック信号基本統計量算出手段と、上記ノック信号基本統計量算出手段で算出された上記ノック信号の基本統計量に基づいてノックを判定するためのノック判定閾値を算出するノック判定閾値算出手段と、上記ノック信号基本統計量算出手段で算出された上記ノック信号が、上記ノック判定閾値算出手段で算出された上記ノック判定閾値を超える場合にノックが発生したと判定するノック判定手段と、上記内燃機関の運転状態を示す運転状態値を複数検出する運転状態値検出手段と、上記運転状態値検出手段で検出された運転状態値と上記運転状態値をフィルタ処理した値との偏差を上記運転状態値の代表値にて正規化する運転状態値偏差正規化手段と、上記運転状態値偏差正規化手段で算出された複数の正規化後運転状態値偏差に基づいて過渡補正係数を算出する過渡補正係数算出手段と、上記過渡補正係数算出手段で算出された過渡補正係数に基づいて上記ノック信号基本統計量算出手段のフィルタ処理に用いるフィルタ係数を補正するフィルタ係数補正手段と、上記運転状態値偏差正規化手段におけるフィルタ処理の応答特性が上記ノック信号基本統計量算出手段のフィルタ処理の応答特性と等しくなるように、上記運転状態値偏差正規化手段におけるフィルタ処理の応答特性を調整するフィルタ特性調整手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明による内燃機関のノック制御装置によれば、内燃機関の振動に基づく信号を出力するセンサと、上記センサの出力から上記内燃機関に発生したノックの特徴成分を点火タイミング毎にノック信号として算出するノック信号算出手段と、上記ノック信号算出手段で算出されたノック信号をフィルタ処理し、上記ノック信号の基本統計量を算出するノック信号基本統計量算出手段と、上記ノック信号基本統計量算出手段で算出された上記ノック信号の基本統計量に基づいてノックを判定するためのノック判定閾値を算出するノック判定閾値算出手段と、上記ノック信号基本統計量算出手段で算出された上記ノック信号が、上記ノック判定閾値算出手段で算出された上記ノック判定閾値を超える場合にノックが発生したと判定するノック判定手段と、上記内燃機関の運転状態を示す運転状態値を複数検出する運転状態値検出手段と、上記運転状態値検出手段で検出された運転状態値と上記運転状態値をフィルタ処理した値との偏差を上記運転状態値の代表値にて正規化する運転状態値偏差正規化手段と、上記運転状態値偏差正規化手段で算出された複数の正規化後運転状態値偏差に基づいて過渡補正係数を算出する過渡補正係数算出手段と、上記過渡補正係数算出手段で算出された過渡補正係数に基づいて上記ノック信号基本統計量算出手段のフィルタ処理に用いるフィルタ係数を補正するフィルタ係数補正手段と、上記運転状態値偏差正規化手段におけるフィルタ処理の応答特性が上記ノック信号基本統計量算出手段のフィルタ処理の応答特性と等しくなるように、上記運転状態値偏差正規化手段におけるフィルタ処理の応答特性を調整するフィルタ特性調整手段とを備えているので、過渡運転状態における補正係数を算出するための綿密な適合を行うことなく、過渡運転状態におけるノック信号の平均値や標準偏差の追従遅れによるノックの誤検出を防止し、かつノック信号の平均値や標準偏差の応答性を上げるための補正期間や補正量を適切にすることができ、ノックの検出性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１による内燃機関のノック制御装置を適用する内燃機関を概略的に示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による内燃機関のノック制御装置を適用する内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１による内燃機関のノック制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１による内燃機関のノック制御装置の過渡補正係数の算出方法、及び過渡補正係数によるノック信号の振動レベルの平均値であるバックグラウンドレベル算出用フィルタ係数の補正方法を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１による内燃機関のノック制御装置の過渡補正係数、及び過渡補正係数により補正されたノック信号平均値やノック判定閾値の動作を示す図である。
【図６】従来技術による内燃機関のノック制御装置の過渡補正係数、及び過渡補正係数により補正されたノック信号平均値やノック判定閾値の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態１による内燃機関のノック制御装置について詳細に説明する。図１は、実施の形態１による内燃機関のノック制御装置を適用する内燃機関を概略的に示す構成図である。尚、自動車等車両用の内燃機関は、通常、複数のシリンダ及びピストンを備えているが、図１では説明の便宜上、一つのシリンダ及びピストンのみを示している。
【００１８】
図１において、内燃機関（以下、エンジンと称する）１の吸気系１００の上流側にはエアフィルタ５０が設けられ、その下流側にエアフィルタ５０を介して吸入した空気を貯留するサージタンク５が設けられている。サージタンク５は、インテークマニホールド５１を介してエンジン１の複数のシリンダに連結されている。
【００１９】
サージタンク５の上流側に設けられた電子制御式スロットルバルブ（以下、スロットルバルブと称する）２は、電子的に開度が制御されて吸気系１００の吸入空気流量を調整する。このスロットルバルブ２の上流側に設けられたエアフローセンサ４は、吸気系１００における吸入空気流量を測定し、その測定値に対応した吸入空気量信号を出力する。
【００２０】
スロットル開度センサ３は、スロットルバルブ２の開度を測定し、その測定値に対応したスロットルバルブ開度信号を出力する。尚、電子式スロットルバルブ２の代わりに図示しないアクセルペダルに直接ワイヤで繋がれた機械式スロットルバルブを用いてもよい。
【００２１】
サージタンク５に設けられたインテークマニホールド圧力センサ（以下、インマニ圧センサと称する）６は、サージタンク５内の吸気圧、従ってインテークマニホールド５１内の吸気圧を測定し、その測定値に対応するインテークマニホールド圧力信号（以下、インマニ圧信号と称する）を出力する。尚、この実施の形態１では、エアフローセンサ４とインマニ圧センサ６との両方を設けているが、何れか一方のみを設けるようにしても良い。
【００２２】
サージタンク５の下流の吸気ポートに設けられた吸気バルブ７１は、可変吸気バルブ機構７によりその開閉タイミングが可変制御される。また、吸気ポートには燃料を噴射するインジェクタ８が設けられている。尚、インジェクタ８はエンジン１のシリンダ内に直接噴射できるように設けてもよい。
【００２３】
エンジン１のシリンダヘッドには、シリンダ内の混合気に点火するための点火コイル９と、この点火コイル９と一体に形成された点火プラグ１０が設けられている。また、エンジン１のクランク軸には、周面に定められた間隔で設置された複数のエッジを備えたプレート１１０が設けられている。クランク角センサ１１は、プレート１１０のエッジに対向して設けられ、クランク軸と共に回転するプレート１１０のエッジを検出し、夫々のエッジの設置間隔に同期したパルス信号を出力する。また、エンジン１に設けられたノックセンサ１２は、エンジン１の振動に基づく振動波形信号を出力する。
【００２４】
シリンダの排気ポートに設けられた排気バルブ８１は、開弁することによりシリンダ内から排気ガスを排気系２００に排出させる。排気系２００の下流側には、排気ガスを浄化する触媒装置（図示せず）が設けられている。
【００２５】
図２は、実施の形態１による内燃機関のノック制御装置を適用する内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。図２において、エンジン１の電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）１３は、マイクロコンピュータ等の演算装置により構成され、エアフローセンサ４から出力された吸入空気流量信号とインマニ圧センサ６から出力されたインマニ圧信号と、スロットル開度センサ３から出力されたスロットルバルブ開度信号と、クランク角センサ１１から出力されたプレート１１０のエッジの設置間隔に同期したパルス信号と、ノックセンサ１２から出力されたエンジン１の振動波形信号が夫々入力される。
【００２６】
また、ＥＣＵ１３には、前述の各信号以外の図示していない他の各種センサ３００からも夫々の測定値に対応した信号が入力され、さらに、例えば、自動変速機制御システム、ブレーキ制御システム、トラクション制御システム等の他のコントローラ４００からの信号も入力される。
【００２７】
ＥＣＵ１３は、アクセル開度やエンジン１の運転状態等を基にして目標スロットル開度を算出し、その算出した目標スロットル開度に基づいてスロットルバルブ２の開度を制御する。また、ＥＣＵ１３は、エンジン１の運転状態に応じて、可変吸気バルブ機構７を制御して吸気バルブ７１の開度タイミングを可変制御すると共に、目標空燃比を達成するようにインジェクタ８を駆動して燃料噴射量を制御し、さらに、目標点火時期を達成するように点火コイル９への通電を制御して点火時期を制御する。
【００２８】
また、ＥＣＵ１３は、後述のようにしてエンジン１のノックを検出した場合には、目標点火時期を遅角側（リタード側）に設定することでノックの発生を抑制する制御も行う。さらに、前述以外の各種アクチュエータ５００を制御するための指示値を算出し、その指示値に基づいて各種アクチュエータ５００を制御する。
【００２９】
次に、ＥＣＵ１３内で行なわれるノック制御について説明する。図３は、実施の形態１によるエンジンのノック制御装置の構成を示すブロック図である。図３において、ＥＣＵ１３は、各種Ｉ／Ｆ回路１３１とマイクロコンピュータ１３２を備えている。各種Ｉ／Ｆ回路１３１は、ノックセンサ１２からの信号出力の高周波成分を除去するためのノック制御用Ｉ／Ｆ回路であるローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと称する）を備える。
【００３０】
マイクロコンピュータ１３２は、全体としてはアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、制御プログラムや制御定数を記憶しておくＲＯＭ領域、プログラムを実行した際の変数を記憶しておくＲＡＭ領域等から構成されているが、図３はノック制御装置に関連する構成を主体として示している。
【００３１】
マイクロコンピュータ１３２は、Ａ／Ｄ変換手段としてのＡ／Ｄ変換部１５と、デジタル信号処理手段としてのデジタル信号処理部１６と、ピークホールド手段としてのピークホールド部１７と、ノック信号基本統計量算出手段としてのノック信号基本統計量算出部１８と、ノック判定閾値算出手段としてのノック判定閾値算出部１９と、ノック判定手段としてのノック判定部２０と、ノック補正量算出手段としてのノック補正量算出部２１を備える。また、前述のスロットル開度センサ３、エアフローセンサ４、インマニ圧センサ６、クランク角センサ１１からの出力信号がＩ／Ｆ回路１３１を介して入力される運転状態値検出手段としての運転状態値検出部２２と、運転状態値偏差正規化手段としての運転状態値偏差正規化部２３と、過渡補正係数算出手段としての過渡補正係数算出部２４と、フィルタ係数補正手段としてのフィルタ係数補正部２５と、フィルタ特性調整手段としてのフィルタ特性調整部２６を備える。
【００３２】
マイクロコンピュータ１３２のＡ／Ｄ変換部１５は、一定の時間間隔、例えば、１０［μｓ］や２０［μｓ］等毎にノックセンサ１２からＬＰＦ１４を介して入力される振動波形信号をＡ／Ｄ変換する。尚、ＬＰＦ１４には、Ａ／Ｄ変換部１５で全振動成分を取り込むために、例えば、２．５［Ｖ］のバイアスを加えて振動成分の中心を２．５［Ｖ］にしておく機能が含まれ、さらに、振動成分が小さい場合には２．５［Ｖ］を中心に増幅し、振動成分が大きい場合には２．５［Ｖ］を中心に減少させ、振動成分が２．５［Ｖ］を中心に０〜５［Ｖ］の範囲に収まるようにするゲイン変換機能も含まれている。
【００３３】
尚、Ａ／Ｄ変換部１５は、ＬＰＦ１４からのアナログ信号に対して常時Ａ／Ｄ変換を行い、エンジン１にノックが発生する期間、例えば、ピストンの上死点（Top Dead Center：以下、ＴＤＣと称する）から上死点後（After Top Dead Center：以下、ＡＴＤＣと称する）５０°ＣＡ、等に設定されたノック検出期間のデータのみをデジタル信号処理部１６以降へ送るようにしても良く、或いは、例えばＴＤＣからＡＴＤＣ５０°ＣＡに設定されたノック検出期間のみＡ／Ｄ変換を行い、そのデータをデジタル信号処理部１６以降へ送るようにしても良い。
【００３４】
デジタル信号処理部１６では、Ａ／Ｄ変換部１５のＡ／Ｄウインドウを通過したノックセンサ信号に対して、デジタル信号処理による時間−周波数解析が実施される。このデジタル信号処理として、例えば、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）や短時間フーリエ変換（ＳＴＦＴ）と呼ばれる処理により、所定時間毎のノック固有周波数成分のスペクトル列が算出される。尚、デジタル信号処理としては、ＩＩＲ（無限インパルス応答）フィルタやＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタを用いてノック固有周波数成分を抽出するようにしてもよい。また、デジタル信号処理部１６における演算は、Ａ／Ｄ変換を実施しながら処理してもよいし、エンジンの回転に同期した割込み処理によりまとめて実施しても良い。
【００３５】
ピークホールド部１７は、デジタル信号処理部１６にて算出したスペクトル列のピーク値をノック信号ＶＰとして算出する。従って、ピークホールド部１７はノック信号算出手段として機能する。尚、ピークホールド部１７以降の処理は、エンジンの回転に同期した割り込み処理内で実施される。
【００３６】
ノック信号基本統計量算出部１８は、次に示す式（１）を用い、エンジンの行程毎にピークホールド部１７により算出されたノック信号ＶＰに対するフィルタ処理を実施してフィルタ値ＶＢＧＬを算出する。このフィルタ値ＶＢＧＬは、ノック信号ＶＰの振動レベルの平均値であるＢＧＬに相当する。
ＶＢＧＬ（ｎ）＝ＫＢＧＬ（ｎ）×ＶＢＧＬ（ｎ−１）＋（１−ＫＢＧＬ（ｎ））
×ＶＰ（ｎ）・・・・（１）
ＶＢＧＬ（ｎ）：ノック信号ＶＰの平均値、ＶＰ（ｎ）：正規化後ノック信号、
ＫＢＧＬ（ｎ）：フィルタ係数
【００３７】
続いて、ノック判定閾値算出部１９において、次に示す式（２）によりノック判定閾値ＶＴＨを算出する。
ＶＴＨ（ｎ）＝ＫＴＨ×ＶＢＧＬ（ｎ）＋ＶＯＦＳ（ｎ）・・・・（２）
ＶＴＨ（ｎ）：ノック判定閾値、ＫＴＨ：ノック判定閾値算出係数、
ＶＯＦＳ：オフセット
ここで、（ｎ）は今回点火タイミングでの処理を意味し、（ｎ−１）は前回点火タイミングでの処理を意味する。また、ノック信号基本統計量算出部１８で用いるＢＧＬ算出用フィルタ係数ＫＢＧＬ（ｎ）は、過渡補正係数ＫＴ（ｎ）により補正されるが、過渡補正係数ＫＴ（ｎ）の算出方法、及び過渡補正係数ＫＴ（ｎ）によるＢＧＬ算出用フィルタ係数ＫＢＧＬ（ｎ）の補正方法については後述する。
【００３８】
次に、ノック判定部２０において、次に示す式（３）によりノック発生有無を判別し、ノック強度に応じた信号を出力する。
ＶＫ（ｎ）＝（ＶＰ（ｎ）−ＶＴＨ（ｎ））／ＶＴＨ（ｎ）・・・・（３）
ＶＫ（ｎ）：ノック強度（ＶＫ（ｎ）＞０にてノック発生と判定）
【００３９】
ノック判定部２０から出力されるノック強度に応じた信号は、ノック補正量算出部２１に入力され、ノック補正量算出部２１において次に示す式（４）により１点火毎のノック強度に応じた遅角量を算出する。
△θＲ（ｎ）＝ｍａｘ（−ＶＫ（ｎ）×Ｋｇ（ｎ）,θｍｉｎ）・・・・（４）
△θＲ（ｎ）：１点火毎遅角量、Ｋｇ（ｎ）：遅角量反映係数、
θｍｉｎ：最大遅角量
【００４０】
さらに１点火毎遅角量を積算し、点火時期のノック補正量を演算するが、ノック発生がない場合は進角復帰する。これは次に示す式（５）により演算される。
θＲ（ｎ）＝ｍｉｎ（θＲ（ｎ−１）＋△θＲ（ｎ）＋Ｋａ,θｍａ）・・・（５）
θＲ（ｎ）：ノック補正量、Ｋａ（ｎ）：進角復帰係数、θｍａｘ：最大進角量
【００４１】
このように演算されたノック補正量θＲを用いて最終点火時期を次に示す式（６）により算出する。
θＩＧ＝θＢ＋θＲ（ｎ）・・・・（６）
θＩＧ：最終点火時期、θＢ：基本点火時期
【００４２】
以上で、デジタル信号処理部１６からノック補正量算出部２１によりデジタル信号処理による周波数解析結果を用いたノック検出、及び点火時期を遅角することによりノックを抑制するノック制御を実現する処理方法について説明した。
【００４３】
次に、前述のノック信号基本統計量算出部１８で用いる振動レベルの平均値であるＢＧＬ算出用フィルタ係数ＫＢＧＬ（ｎ）、及びＢＧＬ算出用フィルタ係数ＫＢＧＬ（ｎ）を補正するための過渡補正係数ＫＴ（ｎ）の算出方法について説明する。
【００４４】
図３において、運転状態値検出部２２では、複数のセンサ、例えば、図２に示すスロットル開度センサ３、エアフローセンサ４、インマニ圧センサ６、クランク角センサ１１からの信号に基づいて複数の運転状態値を検出する。続く運転状態値偏差正規化部２３では、運転状態値検出部２２で検出された運転状態値と運転状態値に対してフィルタ処理を行った値との偏差を算出し、算出された運転状態値偏差を各運転状態値の代表値で除算することで正規化する。ここで、運転状態値偏差正規化部２３のフィルタ処理に用いるフィルタ係数には、フィルタ特性調整部２６によって、フィルタ係数補正部２５で算出されるＢＧＬ算出用フィルタ係数ＫＢＧＬ（ｎ）の前回値が用いられる。
【００４５】
続く過渡補正係数算出部２４では、複数の正規化された運転状態値偏差に基づいて過渡補正係数ＫＴ（ｎ）を算出する。続くフィルタ係数補正部２５では、算出された過渡補正係数ＫＴ（ｎ）を用いて前述のＢＧＬ算出用フィルタ係数ＫＢＧＬ（ｎ）を算出する。
【００４６】
以下、その過渡補正係数ＫＴ（ｎ）の算出方法、及び過渡補正係数ＫＴ（ｎ）によるＢＧＬ算出用フィルタ係数ＫＢＧＬ（ｎ）の補正方法について図４及び図５を用いてより詳細に説明する。
【００４７】
図４は、実施の形態１による内燃機関のノック制御装置における過渡補正係数の算出方法を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、図３に示した過渡補正係数算出部２４による過渡補正係数の算出、及びフィルタ係数補正部２５、フィルタ特性調整部２６をより具体的に説明したもので、運転状態値検出部２２により異なる運転状態値ＴＡ及びＴＢを用いた場合の例である。尚、図４に示す処理は、ノック信号基本統計量の算出と同じ周期で処理される。
【００４８】
図４において、ステップＳ１０１では、第１の運転状態値ＴＡ（ｎ）に対してフィルタ処理を行い、フィルタ後の運転状態値ＴＡＦ（ｎ）を算出する。ここで、フィルタ処理に使用するフィルタ係数ＫＢＧＬ（ｎ−１）は、後述のステップＳ１０６で算出されるノック信号ＶＰを平均化するためのフィルタ処理に用いるフィルタ係数ＫＢＧＬ（ｎ）の前回値である。
【００４９】
続くステップＳ１０２では、第１の運転状態値ＴＡ（ｎ）のフィルタ前後の偏差を算出し、さらに第１の運転状態値ＴＡ（ｎ）の正規化基準値ＴＡＢにて除算することで正規化を実施して正規化後運転状態値ＫＴＡ（ｎ）を算出する。
【００５０】
続くステップＳ１０３において、第２の運転状態値ＴＢ（ｎ）に対してフィルタ処理を行い、フィルタ後運転状態値ＴＢＦ（ｎ）を算出する。ここで、フィルタ処理に使用するフィルタ係数ＫＢＧＬ（ｎ−１）は、後述のステップＳ１０６で算出されるノック信号ＶＰを平均化するためのフィルタ処理に用いるフィルタ係数ＫＢＧＬ（ｎ）の前回値である。
【００５１】
続くステップＳ１０４では、第２の運転状態値ＴＢ（ｎ）のフィルタ前後の偏差を算出し、さらに第２の運転状態値ＴＢ（ｎ）の正規化基準値ＴＢＢにて除算することで正規化を実施して正規化後運転状態値ＫＴＢ（ｎ）を算出する。
【００５２】
続くステップＳ１０５において、過渡補正係数ＫＴ（ｎ）を算出する。図４に示すように、異なる運転状態値ＴＡ（ｎ）、及びＴＢ（ｎ）から過渡補正係数を算出する場合には、正規化後運転状態値偏差の総和値を算出する。図示してはいないが、過渡運転状態の補正遅れを抑制するために同じ運転状態値の目標値と実測値の両方を用いて過渡補正係数を算出する場合、つまり、図４において第２の運転状態値ＴＢ（ｎ）が第１の運転状態値ＴＡ（ｎ）の目標値ＴＡｔ（ｎ）の場合には、重複して補正されないように正規化後運転状態値偏差の最大値を算出する。尚、過渡補正係数ＫＴ（ｎ）は所定値（例えば、１．０）にてクリップする方法を用いても良い。また、所定値（例えば、０．０５）以下はゼロにするようにして、不感帯を設けても良い。
【００５３】
以上のようにして算出された過渡補正係数ＫＴ（ｎ）を用いて、ステップＳ１０６では、前述の式（１）で用いるフィルタ係数ＫＢＧＬ（ｎ）を算出する。ここで、フィルタ係数ＫＢＧＬ１は、最も応答性が要求される過渡運転状態にて適合されたフィルタ係数であり、ＫＢＧＬ２は定常運転状態にて適合されたフィルタ係数である。
【００５４】
以上で説明した処理方法に従って算出された過渡補正係数ＫＴを用いて、過渡運転状態におけるノック信号ＶＰ、ノック信号の平均値ＶＢＧＬ、及びノック判定閾値ＶＴＨの動作例を図５に示す。
【００５５】
図５は、前述の図６と同じ過渡運転状態においてこの発明の実施の形態１を適用した際の動作例である。この発明の実施の形態１によると、過渡補正係数により補正されたＢＧＬ算出用フィルタ係数の前回値を用いて運転状態値のフィルタ値を算出するため、図６に示す従来の装置による方法に比べ、運転状態値のフィルタ値、及び正規化後運転状態値偏差の算出期間が短くなり、補正期間が適切となっていることが分かる。これにより、過渡運転状態が終了した後でノック信号の平均値の応答性を上げるための補正がされ続けることなくノックの発生を検出できる。
【００５６】
この発明の実施の形態１による内燃機関のノック制御装置は、以上で説明したとおり、過渡補正係数の算出におけるフィルタ処理に用いるフィルタ係数にノック信号を平均化するためのフィルタ処理に用いるフィルタ係数の前回値を用い、過渡補正係数を算出するためのフィルタ処理とノック信号の平均化するためのフィルタ処理との処理周期を等しくすることで、過渡補正係数の算出に用いるフィルタ係数の適合を行うことなく過渡運転状態の継続期間に合わせて過渡補正係数を算出することが可能となる。
【００５７】
また、以上のようにして算出される過渡補正係数によりノック信号の基本統計量（本実施の形態では、平均値）を算出するためのフィルタ処理に用いるフィルタ係数を補正することで、ノック信号の平均値を過渡運転状態に合わせて算出することができるため、過渡運転時に適切にノック判定閾値を設定することができ、かつ、過渡運転が終了した後のノックの検出性を向上することができる。
【００５８】
以上、この発明による内燃機関のノック制御装置を具体化した実施の形態について詳細に説明したが、この発明による内燃機関のノック制御装置は以下の特徴を備えるものである。
（１）この発明による内燃機関のノック制御装置は、内燃機関の振動に基づく信号を出力するセンサと、上記センサの出力から上記内燃機関に発生したノックの特徴成分を点火タイミング毎にノック信号として算出するノック信号算出手段と、上記ノック信号算出手段で算出されたノック信号をフィルタ処理し、上記ノック信号の基本統計量を算出するノック信号基本統計量算出手段と、上記ノック信号基本統計量算出手段で算出された上記ノック信号の基本統計量に基づいてノックを判定するためのノック判定閾値を算出するノック判定閾値算出手段と、上記ノック信号基本統計量算出手段で算出された上記ノック信号が、上記ノック判定閾値算出手段で算出された上記ノック判定閾値を超える場合にノックが発生したと判定するノック判定手段と、上記内燃機関の運転状態を示す運転状態値を複数検出する運転状態値検出手段と、上記運転状態値検出手段で検出された運転状態値と上記運転状態値をフィルタ処理した値との偏差を上記運転状態値の代表値にて正規化する運転状態値偏差正規化手段と、上記運転状態値偏差正規化手段で算出された複数の正規化後運転状態値偏差に基づいて過渡補正係数を算出する過渡補正係数算出手段と、上記過渡補正係数算出手段で算出された過渡補正係数に基づいて上記ノック信号基本統計量算出手段のフィルタ処理に用いるフィルタ係数を補正するフィルタ係数補正手段と、上記運転状態値偏差正規化手段におけるフィルタ処理の応答特性が上記ノック信号基本統計量算出手段のフィルタ処理の応答特性と等しくなるように、上記運転状態値偏差正規化手段におけるフィルタ処理の応答特性を調整するフィルタ特性調整手段とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、ノック信号の平均値や標準偏差を算出するためのフィルタ処理と、ノック信号の平均値や標準偏差を算出するためのフィルタ処理に用いるフィルタ係数を補正する補正係数を算出するためのフィルタ処理の応答特性を等しくすることで、過渡運転状態において、ノック信号の平均値や標準偏差の応答性を上げるための補正期間と、補正係数の算出期間を等しくすることができる。従って、過渡運転状態が終了した後でノック信号の平均値や標準偏差の応答性を上げるための補正がされ続けることがなく、ノックの検出性を向上することが可能となる。
【００５９】
（２）また、この発明による内燃機関のノック制御装置は、上記フィルタ特性調整手段が、上記運転状態値偏差正規化手段におけるフィルタ処理に用いるフィルタ係数として、上記フィルタ係数補正手段によって算出されるフィルタ係数の前回値を用いることを特徴とする。
この構成によれば、ノック信号の平均値や標準偏差を算出するためのフィルタ処理に用いるフィルタ係数を補正係数で補正した値の前回値を、補正係数を算出するためのフィルタ処理に用いるフィルタ係数として用いることで、ノック信号の平均値や標準偏差を算出するためのフィルタ処理に用いるフィルタ係数を補正する補正係数を算出するためのフィルタ処理の応答特性を等しくすることができ、適合を行うことなく過渡補正期間を適切にでき、ノックの検出性を向上することが可能となる。
【００６０】
（３）さらに、この発明による内燃機関のノック制御装置は、上記運転状態値偏差正規化手段が、上記ノック信号基本統計量算出手段と同じ周期で処理されることを特徴とする。
この構成によれば、ノック信号の平均値や標準偏差を算出するためのフィルタ処理の応答特性と補正係数を算出するためのフィルタ処理の応答特性を等しくすることができるため、適合を行うことなく過渡補正期間を適切にでき、ノックの検出性を向上することが可能となる。
【符号の説明】
【００６１】
１  エンジン                            ２  電子制御式スロットルバルブ
３  スロットル開度センサ                ４  エアフローセンサ
５  サージタンク                        ６  インマニ圧センサ
７  可変吸気バルブ機構                  ８  インジェクタ
９  点火コイル                          １０  点火プラグ
１１  クランク角センサ                  １２  ノックセンサ
１３  ＥＣＵ                            １４  ＬＰＦ
１５  Ａ／Ｄ変換部                      １６  デジタル信号処理部
１７  ピークホールド部                  １８  ノック信号基本統計量算出部
１９  ノック判定閾値算出部              ２０  ノック判定部
２１  ノック補正量算出部                ２２  運転状態値検出部
２３  運転状態値偏差正規化部            ２４  過渡補正係数算出部
２５  フィルタ計数補正部                ２６  フィルタ特性調整部
５０  エアフィルタ                      ５１  インテークマニホールド
７１  吸気バルブ                        ８１  排気バルブ
１００  吸気系                          １１０  プレート
２００  排気系                          ３００  各種センサ
４００  他のコントローラ                ５００  各種アクチュエータ
【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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