(57)【要約】    【課題】  電気負荷の電流変化に伴ってノッキング発生が誤判定され、点火時期が誤ってリタードされてしまうことを回避する。    【解決手段】  スロットルモータの電流指令値が閾値を超える状態で、ノック検出信号が所定範囲Ｗ内で変動する場合には、この所定範囲Ｗ内でのノック検出信号の変動は、グランドレベルの変動に影響を受けた結果であると判断し、ノック検出信号に基づくノッキング判別又は点火時期補正等のノッキング対応処理を禁止する。【選択図】  図５
2006307809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のノッキング振動を検出するノックセンサを備え、該ノックセンサから出力される検出信号に基づいてノッキング発生の有無を判断し、ノッキングの発生を判断したときに、所定のノッキング対応処理を行う内燃機関のノッキング制御装置において、
前記ノックセンサから出力される検出信号が所定範囲内であるときに、前記検出信号に基づくノッキング発生の判断又は前記ノッキング対応処理の実行を禁止することを特徴とする内燃機関のノッキング制御装置。
【請求項２】
内燃機関の電気負荷の電流値が閾値を超え、かつ、前記ノックセンサから出力される検出信号が前記所定範囲内であるときに、前記検出信号に基づくノッキング発生の判断又は前記ノッキング対応処理の実行を禁止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制御装置。
【請求項３】
内燃機関の電気負荷における電流値の過渡状態を検知してから所定期間内であって、かつ、前記ノックセンサから出力される検出信号が前記所定範囲内であるときに、前記検出信号に基づくノッキング発生の判断又は前記ノッキング対応処理の実行を禁止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制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノックセンサから出力される検出信号に基づいてノッキング発生の有無を判断し、ノッキングの発生を判断したときに、点火時期のリタードなどのノッキング対応処理を行う内燃機関のノッキング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ノックセンサの検出信号に基づいてノッキング発生の有無を判断するノック検出装置として、ノック判定レベルを、ノッキングがないときのノックセンサの検出結果から機械振動ノイズ成分及び電気ノイズ成分を除去した値とする装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２０５０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、スロットルバルブを開閉駆動するスロットルモータなどの電気負荷に大電流が流れると、グランドレベルに変動が生じ、係るグランドレベルの変動や電気負荷から発せられる放射ノイズによって、ノックセンサ出力が変動し、実際にはノッキングが発生していないのに、ノッキング発生を誤判定し、点火時期が誤ってリタードされてしまう可能性があった。
【０００４】
特に、加速要求に伴ってスロットル弁を開弁させるべくスロットルモータに大電流を流したときに、ノッキング発生が誤判断されて点火時期が遅角されると、加速性能が低下するという問題が発生する。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、電気負荷の電流変化に伴ってノッキング発生が誤判定され、点火時期が誤ってリタードされてしまうことを回避できる内燃機関のノッキング制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため請求項１記載の発明では、ノックセンサから出力される検出信号が所定範囲内であるときに、前記検出信号に基づくノッキング発生の判断又はノッキング対応処理の実行を禁止する構成とした。
係る構成によると、ノックセンサの検出信号が所定範囲内で変動する場合には、該変動は、グランドレベルの変動や放射ノイズに因るものである可能性があるので、前記所定範囲内で変動する検出信号に基づくノッキング発生の判断を禁止し、又は、ノッキング発生を判定しても点火時期のリタードなどのノッキング対応処理の実行を禁止する。
【０００６】
従って、電気負荷の電流変化に伴ってノッキング発生が誤判定され、ノッキング対応処理が誤って実行され、内燃機関の運転性を悪化させてしまうことを防止できる。
請求項２記載の発明では、内燃機関の電気負荷の電流値が閾値を超え、かつ、ノックセンサから出力される検出信号が所定範囲内であるときに、前記検出信号に基づくノッキング発生の判断又はノッキング対応処理の実行を禁止する構成とした。
【０００７】
係る構成によると、電気負荷の電流値が閾値を超えていて、かつ、ノックセンサから出力される検出信号が所定範囲内であるときには、電気負荷の電流変化に伴ってノックセンサの検出信号が変動している可能性が高いので、前記所定範囲内で変動する検出信号に基づくノッキング発生の判断を禁止し、又は、ノッキング発生を判定しても点火時期のリタードなどのノッキング対応処理の実行を禁止する。
【０００８】
従って、電気負荷の電流変化に伴うノックセンサの検出信号の変動をより的確に判断し、ノッキング発生の判断又はノッキング対応処理を適切に禁止させることができる。
請求項３記載の発明では、内燃機関の電気負荷における電流値の過渡状態を検知してから所定期間内であって、かつ、ノックセンサから出力される検出信号が所定範囲内であるときに、前記検出信号に基づくノッキング発生の判断又はノッキング対応処理の実行を禁止する構成とした。
【０００９】
係る構成によると、電気負荷の電流値の過渡状態を検知すると、その後の所定期間においては、前記電流の過渡変化に伴ってノックセンサの検出信号に変動が生じる可能性があり、前記所定期間内で検出信号が所定範囲内で変動した場合には、前記電流の過渡変化に因るものであると判断できるので、ノッキング発生の判断を禁止し、又は、ノッキング発生を判定しても点火時期のリタードなどのノッキング対応処理の実行を禁止する。
【００１０】
従って、電気負荷の電流変化に伴うノックセンサの検出信号の変動をより的確に判断し、ノッキング発生の判断又はノッキング対応処理を適切に禁止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施形態における内燃機関のシステム構成を示す。
図１において、車両用内燃機関１には、エアクリーナ２からの空気が吸気ダクト３、スロットル弁４及び吸気マニホールド５を経て吸入される。
前記内燃機関１の吸入空気量は、スロットル弁４の開度によって制御され、前記スロットル弁４は、スロットルモータ４ａによって開閉駆動される。
【００１２】
また、吸気マニホールド５に設けた電磁式の燃料噴射弁６から機関回転に同期した所定のタイミングで燃料が噴射される。
そして、各気筒の燃焼室にて、混合気が点火栓７による火花点火によって着火して燃焼する。
前記燃料噴射弁６による燃料噴射量及び燃料噴射時期、前記点火栓７による点火時期、前記スロットルモータ４ａによるスロットル弁４の開閉駆動は、マイクロコンピュータ内蔵の電子制御ユニット８により制御される。
【００１３】
前記電子制御ユニット８には、各種のセンサから信号が入力される。
前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３にエアフローメータ９が設けられ、これにより内燃機関１の吸入空気流量Ｑが検出される。
また、クランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ１０が設けられ、該クランク角センサ１０の検出信号に基づき、前記電子制御ユニット８において内燃機関１の回転速度Ｎｅが算出される。
【００１４】
また、スロットル弁４にスロットルセンサ１１が取付けられ、これによりスロットル開度ＴＶＯが検出され、更に、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ１３が設けられており、前記アクセル開度センサ１３の検出結果に基づいて設定される目標開度に、スロットルセンサ１１で検出される実際の開度が一致するように、前記スロットルモータ４ａがフィードバック制御される。
【００１５】
また、内燃機関１のシリンダブロックにノックセンサ１２が取付けられる。このノックセンサ１２は、圧電素子によってノッキング振動を検出するセンサであり、グランドラインが機関本体に接続されるタイプのセンサである。
但し、前記ノックセンサ１２は、そのグランドラインが前記電子制御ユニット８に接続されるアイソレートタイプのものであっても良い。
【００１６】
ここで、前記電子制御ユニット８は、前記ノックセンサ１２からの検出信号に基づいてノッキング発生の有無を判定し、ノッキング発生を判定すると点火栓７による点火時期をリタードして、ノッキングの解消を図るようになっている。
図２のフローチャートは、前記ノッキング制御の第１実施形態を示す。
まず、ステップＳ１１では、ノックセンサ１２の検出信号（以下、ノック検出信号ともいう）が所定範囲Ｗを超えて変動しているか否かを判別する。
【００１７】
本実施形態において、図３に示すように、スロットル開度を急増させるべくスロットルモータ４ａ（電気負荷）に大電流が流れると、バッテリ電圧が変動することで、機関１のグランド（ＧＮＤ）レベルと電子制御ユニット８のグランド（ＧＮＤ）レベルとに差異が生じ、ノッキングの発生とは無関係にノック検出信号が変動し、更に、放射ノイズがセンサ出力ラインに混入する。
【００１８】
上記の電気負荷に大電流が流れたことによるノック検出信号の変動に基づいて、ノッキング発生が誤判定されてしまうと、実際にはノッキングが発生していないのに、点火時期がリタードされてしまい、機関１の運転性が損なわれてしまう。
そこで、前記所定範囲Ｗ内でのノック検出信号の変動を、少なくともノッキング発生によるものではなく、前記グランドレベルの変動に因るノック検出信号の変動である可能性があると判断する。
【００１９】
一方、前記所定範囲Ｗを超えるノック検出信号の変動が発生している場合には、実際にノッキングが発生している可能性があると判断する。
従って、ステップＳ１１でノック検出信号が前記所定範囲Ｗ内で変動していると判断された場合には、グランドレベルの変動に因るノック検出信号の変動によってノッキング発生が誤判定されることがないように、ステップＳ１２へ進んで、ノック検出信号の解析によるノッキング発生の判断を禁止する。
【００２０】
一方、ステップＳ１１でノック検出信号が前記所定範囲Ｗを超えて変動していると判断された場合には、実際にノッキングが発生している可能性があるので、ステップＳ１３へ進んで、ノック検出信号の解析によってノッキング発生の有無を判断する。
具体的には、ノック検出信号を周波数分析して、ノック振動に特有の周波数成分を抽出し、抽出した周波数成分の強度の大小によって、ノッキング発生の有無を判断する。
【００２１】
ステップＳ１３でノッキング発生の有無を判断すると、次のステップＳ１４では、ノッキング発生が判断されたか否かを判別する。
ノッキング発生が判断されたときには、ステップＳ１５へ進んで、点火栓７による点火時期（点火進角値）を所定角度だけ遅角補正し、ノッキングの解消を図る。
一方、ステップＳ１４でノッキングが発生していないと判断されると、ステップＳ１６へ進んで、点火時期を所定角度だけ進角補正し、ノッキングが発生しない範囲内でなるべく点火時期が進角されるようにする。
【００２２】
上記構成によると、グランドレベルの変動によってノック検出信号が変動している可能性があるときに、ノッキング発生の有無を判断しないので、前記グランドレベルの変動に伴ってノッキング発生が誤判断されることを回避できる。
尚、ノック検出信号に基づきノッキング発生の有無を判断した後で、ノッキング検出信号が前記所定範囲Ｗ内で変動しているか否かを判断し、ノッキング検出信号が前記所定範囲Ｗ内で変動しているときに、点火時期補正（ノッキング対応処理）を禁止しても良い。
【００２３】
図４のフローチャートは、前記ノッキング制御の第２実施形態を示す。
図４のフローチャートに示す第２実施形態では、前記スロットルモータ４ａの電流指令値が閾値を越えていて、かつ、前記ノック検出信号が前記所定範囲Ｗ内で変動する場合に、ノック検出信号の分析によるノッキング検出を禁止することを特徴とする。
即ち、ステップＳ２１では、前記スロットルモータ４ａの電流指令値が閾値を超えているか否かを判断する。
【００２４】
前記スロットルモータ４ａの電流指令値は、図５に示すように、スロットル弁４の開弁要求時に前記閾値を超え、前記スロットルモータ４ａに大電流が流れることで、機関１のグランドレベルが変動する。
従って、前記スロットルモータ４ａの電流指令値が閾値を超えているか否かの判断は、機関１のグランドレベルが変動する条件であるか否かを判断することになる。
【００２５】
前記スロットルモータ４ａの電流指令値が閾値を超えていない場合には、機関１のグランドレベルが変動せず、ノック検出信号が実際のノッキング振動を示していると判断されるので、ステップＳ２４へ進んで、ノック検出信号の周波数分析を行う。
一方、前記スロットルモータ４ａの電流指令値が閾値を超えている場合には、グランドレベルの変動発生が想定されるので、ステップＳ２２へ進む。
【００２６】
ステップＳ２２では、前記ステップＳ１１と同様に、ノック検出信号が所定範囲Ｗを超えて変動しているか否かを判別する。
ステップＳ２２でノック検出信号が所定範囲Ｗ内で変動していると判断されたときには、係る変動は、前記スロットルモータ４ａに大電流が流れたことによるグランドレベルの変動によって生じているものと判断し、ステップＳ２３へ進んで、ノック検出信号の解析によるノッキング発生の判断を禁止する。
【００２７】
また、ステップＳ２２でノック検出信号が所定範囲Ｗを超えて変動していると判断されたときには、グランドレベルの変動があったとしても、実際にノッキングが発生している可能性があると判断し、ステップＳ２４へ進んで、ノック検出信号の解析によるノッキング発生の判断を行う。
ステップＳ２４における解析結果は、ステップＳ２５において判断され、ノッキング発生が判断されると、ステップＳ２６へ進んで点火時期をリタードし、ノッキングが発生していないと判断されると、ステップＳ２７へ進んで点火時期を進角補正する。
【００２８】
上記実施形態によると、グランドレベルの変動原因となる前記スロットルモータ４ａに大電流が流れている状態を判定し、前記スロットルモータ４ａに大電流が流れている状態でノック検出信号が所定範囲Ｗ内で変動する場合には、その変動がグランドレベルの変動に因るものであると判断するので、グランドレベルの変動によってノック検出信号が変動する状態をより的確に判断でき、過剰にノッキング発生の判断が禁止されることを回避できる。
【００２９】
また、前記スロットルモータ４ａに大電流が流れている状態、換言すれば、スロットル弁４を開く動作を行うときに、ノッキング発生の誤判別が回避されることで、加速性能の低下を未然に防止できる。
尚、上記第２実施形態においても、ノック検出信号に基づきノッキング発生の有無を判断した後で、前記スロットルモータ４ａの電流指令値が閾値を超え、かつ、ノッキング検出信号が前記所定範囲Ｗ内で変動しているか否かを判断し、点火時期補正（ノッキング対応処理）を禁止しても良い。
【００３０】
図６のフローチャートは、前記ノッキング制御の第３実施形態を示す。
図６のフローチャートに示す第３実施形態では、アクセル開度の単位時間当たりの変化量ΔＡＰＯが所定以上になってから所定時間内であり、かつ、前記ノック検出信号が前記所定範囲Ｗ内で変動する場合に、ノック検出信号の分析によるノッキング検出を禁止することを特徴とする。
【００３１】
図７に示すように、アクセル開度が急激に変化すると、これに対応してスロットル弁４の開度を変化させるためにスロットルモータ４ａに大電流が流れ、機関１のグランドレベルが変動し、ノック検出信号に変動が発生する。
そこで、ステップＳ３１では、アクセル開度の単位時間当たりの変化量ΔＡＰＯが所定以上になってから、換言すれば、電気負荷における電流値の過渡状態を検知してから、所定時間ｔ１内であるか否かを判別する。
【００３２】
そして、前記変化量ΔＡＰＯが所定以上になってから所定時間ｔ１内であれば、グランドレベルの変動によるノック検出信号の変動が発生し得る条件であるので、ステップＳ３２へ進む。
ステップＳ３２では、前記ステップＳ１１と同様に、ノック検出信号が所定範囲Ｗを超えて変動しているか否かを判別する。
【００３３】
ステップＳ３２で、ノック検出信号が所定範囲Ｗ内で変動していると判断されたときには、そのときのノック検出信号の変動は、グランドレベルの変動に因るものであると判断し、ステップＳ３３へ進んで、ノック検出信号の解析によるノッキング発生の判断を禁止する。
一方、ステップＳ３２でノック検出信号が所定範囲Ｗを超えて変動していると判断されたときには、グランドレベルの変動があったとしても、実際にノッキングが発生している可能性があると判断し、ステップＳ３４へ進んで、ノック検出信号の解析によるノッキング発生の判断を行う。
【００３４】
また、ステップＳ３１で前記変化量ΔＡＰＯが所定以上になってから所定時間ｔ１内ではないと判断されたときには、グランドレベルの変動によるノック検出信号の変動はないと判断し、ステップＳ３４へ進んで、ノック検出信号の解析によるノッキング発生の判断を行う。
ステップＳ３４における解析結果は、ステップＳ３５において判断され、ノッキング発生が判断されると、ステップＳ３６へ進んで点火時期をリタードし、ノッキングが発生していないと判断されると、ステップＳ３７へ進んで点火時期を進角補正する。
【００３５】
上記実施形態によると、グランドレベルの変動原因となる前記スロットルモータ４ａに大電流が流れる条件を、アクセル開度の単位時間当たりの変化量ΔＡＰＯから判定し、前記スロットルモータ４ａに大電流が流れている条件でノック検出信号が所定範囲Ｗ内で変動する場合には、その変動がグランドレベルの変動に因るものであると判断するので、グランドレベルの変動によってノック検出信号が変動する状態をより的確に判断でき、過剰にノッキング発生の判断が禁止されることを回避できる。
【００３６】
尚、上記第３実施形態においても、ノック検出信号に基づきノッキング発生の有無を判断した後で、前記変化量ΔＡＰＯが所定以上になってから所定時間ｔ１内であり、かつ、ノッキング検出信号が前記所定範囲Ｗ内で変動しているか否かを判断し、点火時期補正（ノッキング対応処理）を禁止しても良い。
ところで、上記第２，第３実施形態では、大電流が流れて機関１のグランドレベルを変動させる電気負荷として、スロットルモータ４ａを例として示したが、スロットルモータ４ａに限定するものではなく、電気式のアクチュエータを用いる可変動弁機構など、他の電気負荷であっても良い。
【００３７】
また、複数の電気負荷についてのその電流値及び／又は電流値の過渡状態を検知し、いずれかの電気負荷でグランドレベルを変動させる大電流が流れる状態若しくは条件であるときに、ノッキング発生の判断又は前記ノッキング対応処理の実行を禁止する構成とすることができる。
更に、複数の電気負荷に対する電流が同時に変化する状態で、ノッキング発生の判断又は前記ノッキング対応処理の実行を禁止する構成とすることができる。
【００３８】
また、前記所定範囲Ｗを、電気負荷に大電流が流れる状態又は条件でのノック検出信号に基づいて学習し、前記変化量ΔＡＰＯが所定以上になってからノッキング発生の判断又は前記ノッキング対応処理の実行を禁止する時間ｔ１を、前記変化量ΔＡＰＯが所定以上になってからノック検出信号が所定の減衰を示すようになるまでの期間とすることができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、ノッキング対応処理を点火時期の補正としたが、点火時期の補正に限定するものではない。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項２又は３記載の内燃機関のノッキング制御装置において、
前記電気負荷が、スロットル弁を開閉駆動するスロットルモータであることを特徴とする内燃機関のノッキング制御装置。
【００４０】
係る構成によると、スロットルモータに大電流が流れ、グランドレベルに変動が生じ、係るグランドレベルの変動や電気負荷から発せられる放射ノイズによって、ノックセンサ出力が変動しても、ノッキング発生を誤判断し、また、ノッキング対応処理が誤ってなされることを防止できる。
（ロ）請求項３記載の内燃機関のノッキング制御装置において、
前記電気負荷が、アクセル開度に基づいて制御され、スロットル弁を開閉駆動するスロットルモータであり、前記アクセル開度の変化量が所定以上である状態を、スロットルモータにおける電流値の過渡状態として検出することを特徴とする内燃機関のノッキング制御装置。
【００４１】
係る構成によると、アクセル開度の変化に対応してスロットル弁開度を変化させるべく、スロットルモータに大電流が流れ、グランドレベルが変動する状態において、ノック検出信号に基づくノッキング発生の判断又はノッキング対応処理の実行を禁止する。
（ハ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関のノッキング制御装置において、
ノックセンサのグランドラインが、内燃機関本体に接続されることを特徴とする内燃機関のノッキング制御装置。
【００４２】
係る構成によると、電気負荷に大電流が流れてバッテリ電圧が変動することで、機関のグランドレベルと制御ユニットのグランドレベルとに差異が生じ、これによってノックセンサの検出信号が見かけ上変動しても、ノッキング発生を誤判断し、また、ノッキング対応処理が誤ってなされることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態における車両用内燃機関のシステム図。
【図２】ノッキング制御の第１実施形態を示すフローチャート。
【図３】前記第１実施形態における制御特性を示すタイムチャート。
【図４】ノッキング制御の第２実施形態を示すフローチャート。
【図５】前記第２実施形態における制御特性を示すタイムチャート。
【図６】ノッキング制御の第３実施形態を示すフローチャート。
【図７】前記第３実施形態における制御特性を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００４４】
１…内燃機関、４…スロットル弁、４ａ…スロットルモータ、６…燃料噴射弁、７…点火栓、８…電子制御ユニット、９…エアフローメータ、１０…クランク角センサ、１１…スロットルセンサ、１２…ノックセンサ、１３…アクセル開度センサ
【図１】
2006307809.tif 000003
【図２】
2006307809.tif 000004
【図３】
2006307809.tif 000005
【図４】
2006307809.tif 000006
【図５】
2006307809.tif 000007
【図６】
2006307809.tif 000008
【図７】
2006307809.tif 000009