(57)【要約】【課題】ストローク量にかかわらずノックの有無を正確に判定することができる燃料制御装置を提供する。【解決手段】インジェクタストローク判定手段１０３は、エンジンの運転状態に応じて多段のストローク量のいずれかで燃料を噴射する燃料噴射弁のストローク量を判定する。ノック判定手段１１２は、燃料噴射弁が開弁又は閉弁するタイミングがノックを検出する期間を示すノックウィンドウに重畳するか否か及びストローク量の組合せに基づいて、ノックセンサから出力される信号が入力される少なくとも１つのIIRフィルタの特性を決定する。ノック判定手段１１２は、それぞれのIIRフィルタから出力される信号の値とIIRフィルタごとの閾値を比較する。ノック判定手段１１２は、比較結果に基づいて、ノックが発生したか否かを判定する。【選択図】図１
2019027302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態に応じて多段のストローク量のいずれかで燃料を噴射するインジェクタのストローク量を判定するストローク量判定部と、
前記インジェクタが開弁又は閉弁するタイミングがノックを検出する期間を示すノックウィンドウに重畳するか否か及び前記ストローク量の組合せに基づいて、ノックセンサから出力される信号が入力される少なくとも１つのフィルタの特性を決定するフィルタ特性決定部と、
それぞれの前記フィルタから出力される信号の値と前記フィルタごとの閾値を比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に基づいて、ノックが発生したか否かを判定するノック判定部と、
を備えることを特徴とする燃料制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料制御装置であって、
前記比較部は、
前記インジェクタが開弁又は閉弁するタイミングが前記ノックウィンドウに重畳するか否か及び前記ストローク量の前記組合せに基づいて、前記フィルタごとの閾値を決定する
ことを特徴とする燃料制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料制御装置であって、
前記比較部は、
それぞれの前記フィルタから出力される信号の絶対値の積算値と前記フィルタごとの閾値を比較し、
前記ノック判定部は、
それぞれの前記フィルタから出力される信号の絶対値の積算値のうち少なくとも１つが前記フィルタごとの閾値を超えた場合、ノックが発生したと判定する
ことを特徴とする燃料制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載の燃料制御装置であって、
前記比較部は、
それぞれの前記フィルタから出力される信号の絶対値の積算値と前記フィルタごとの閾値を比較し、
前記ノック判定部は、
それぞれの前記フィルタから出力される信号の絶対値の積算値が前記フィルタごとの閾値を超えた回数の総数を数えるカウンタを有し、
前記総数が所定の回数以上である場合、ノックが発生したと判定する
ことを特徴とする燃料制御装置。
【請求項５】
請求項１又は４のいずれかに記載の燃料制御装置であって、
前記比較部は、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記フィルタごとの閾値を決定し、
前記ノック判定部は、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記所定の回数を決定する
ことを特徴とする燃料制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、ノックセンサの出力信号の特定の周波数成分のみを抽出する少なくとも２つ以上のデジタルフィルタを持ち、エンジン回転数が所定の回転数より高くなると、デジタルフィルタの次数を小さく切換え、高回転側でもノック波形を正確に抽出できる内燃機関のノッキング制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2006-336604号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コイルと、コイルを流れる電流によって生じる電磁力に応じて吸引される少なくとも２つの入れ子の可動コアと、可動コアによって駆動される弁体を有するインジェクタ（本願の図４参照）では、開弁時又は閉弁時にストローク量に応じたノイズがノックセンサから出力される信号に重畳することがある。
【０００５】
特許文献１に開示されるような技術では、エンジン回転数の高低にかかわらず、ノック判定の有無を正確に判定することができるが、ストローク量にかかわらずノックの有無の判定を正確に判定することはできないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、ストローク量にかかわらずノックの有無を正確に判定することができる燃料制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関の運転状態に応じて多段のストローク量のいずれかで燃料を噴射するインジェクタのストローク量を判定するストローク量判定部と、前記インジェクタが開弁又は閉弁するタイミングがノックを検出する期間を示すノックウィンドウに重畳するか否か及び前記ストローク量の組合せに基づいて、ノックセンサから出力される信号が入力される少なくとも１つのフィルタの特性を決定するフィルタ特性決定部と、それぞれの前記フィルタから出力される信号の値と前記フィルタごとの閾値を比較する比較部と、前記比較部による比較結果に基づいて、ノックが発生したか否かを判定するノック判定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ストローク量にかかわらずノックの有無を正確に判定することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の制御ブロックの一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置が制御するエンジン回りの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の内部構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置のインジェクタの構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置のインジェクタの流量特性の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１のブロック１０３の詳細な制御ブロック図の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１のブロック１１２の詳細な制御ブロック図の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図７のブロック７０７の詳細な制御ブロック図の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態によるエンジンのインジェクタ開期間がノックウィンドウに重畳している一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態によるエンジンのインジェクタ開期間がノックウィンドウの重畳有無の場合の抽出するノック特徴周波数の一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図７のブロック７１０の詳細な制御ブロック図の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１のブロック１１２のノック有無判定の詳細な制御ブロック図の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１２のブロック１２１０のノック判定の詳細な制御ブロック図の一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１２のブロック１２１０のノック判定の詳細な制御ブロック図の他の例を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置のこれまで記載してきたブロックの一連の動作のタイミングチャートの一例を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１の詳細なフローチャートの一例を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図６の詳細なフローチャートの一例を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図７の詳細なフローチャートの一例を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図８の詳細なフローチャートの一例を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１１の詳細なフローチャートの一例を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１２の詳細なフローチャートの一例を示す図である。
【図２２】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１２の詳細なフローチャートの一例を示す図である。
【図２３】本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１４の詳細なフローチャートの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の主な実施形態を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の制御ブロックの一例である。なお、燃料制御装置は、例えば、電子制御装置（ECU：Electronic Control Unit）等から構成されるが、エンジン（内燃機関）を制御するためエンジン制御装置（内燃機関の制御装置）ともいう。
【００１１】
ブロック１０１は、エンジン回転数計算手段のブロックである。ブロック１０１は、エンジンの所定のクランク角度位置に設定されたクランク角度センサの電気的な信号、おもにパルス信号変化の単位時間当たりの入力数をカウントし、演算処理することで、エンジンの単位時間当りの回転数Neを計算する。
【００１２】
ブロック１０２は、H/Wセンサ（以下、吸入空気量センサともいう）の出力から、エンジンのシリンダに流入する空気量を演算するブロックである。
【００１３】
ブロック１０３は、エンジンに燃料を供給するインジェクタが開弁した時のストローク量の高低を決定する。
【００１４】
ブロック１０４は、前述のブロック１０１で演算されたエンジンの回転数、及び前述のエンジンのシリンダへ流入する空気量により、各領域におけるエンジンの要求する基本燃料及びエンジン負荷（指標）を計算する。
【００１５】
ブロック１０５は、前述のブロック１０１で演算されたエンジンの回転数、前述のブロック１０４で計算されたエンジン負荷により、前述のブロック１０５で計算された基本燃料のエンジンの各運転領域における補正係数を計算する。
【００１６】
ブロック１０６は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷によりエンジンの各領域における最適な点火時期をマップ検索等で決定するブロックである。
【００１７】
ブロック１０７は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷により、エンジンに最適な吸気及び排気バルブの開閉タイミングを決定するブロックである。
【００１８】
ブロック１０８は、エンジンの排気管に設定された酸素濃度センサの出力から、エンジンに供給される燃料と空気の混合気が後述する目標空燃比に保たれるように空燃比帰還制御係数を計算する。尚、前述の酸素濃度センサは、例えば、排気空燃比に対して比例的な信号を出力するが、排気ガスが理論空燃比に対して、リッチ側／リーン側の２つの信号を出力するものでも差し支えはない。
【００１９】
ブロック１０９は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷によりエンジンの各領域における最適な目標空燃比をマップ検索等で決定する。本ブロックで決定された目標空燃比は、前述のブロック１０８の空燃比帰還制御に用いられる。
【００２０】
ブロック１１０は、前述のブロック１０４で演算された基本燃料に、ブロック１０５の基本燃料補正係数、及びブロック１０８の空燃比帰還制御係数等による補正を施す。
【００２１】
ブロック１１１は、前述のブロック１０６でマップ検索された基本点火時期に、後述のブロック１１２のノック判定手段の判定結果に基づいて補正を施す。
【００２２】
ブロック１１２は、エンジンに設置されたノックセンサ出力信号の絶対値よりノック特徴周波数を抽出し、ノック発生の有無を判断する。
【００２３】
ブロック１１３〜１１６は、前述のブロック１１０で補正された燃料量とブロック１０３で判定されたストローク量に基づいて、エンジンに燃料を供給するインジェクタである。
【００２４】
ブロック１１７〜１２０は、前述のブロック１１１で補正されたエンジンの要求点火時期に応じてシリンダに流入した燃料混合気を点火する点火手段である。
【００２５】
ブロック１２１、１２２は、前述のブロック１０７で計算された吸排バルブ（吸気バルブ及び排気バルブ）の開閉タイミングに基づき吸排バルブの開閉を制御する手段である。
【００２６】
図２は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置が制御するエンジン回りの一例を示している。
【００２７】
エンジン２００は、エンジンのスロットル部を通過する空気量を計測するH/Wセンサ２０１、吸入する空気量を運転者の開度調整（アクセルペダルの踏み込み量）に基づいてモータにより制限するスロットル絞り弁２０２、エンジンの要求する燃料を供給する燃料噴射弁２０３（インジェクタ）、エンジンの所定のクランク角度位置に設定されたクランク角度センサ２０４が一体となったエンジンの空気の吸気するタイミングをコントロールする吸気バルブ制御装置２０４_a、エンジンのシリンダ内に供給された燃料の混合気に点火する点火栓に、エンジン制御装置２１２（内燃機関の制御装置）の点火信号に基づいて点火エネルギを供給する点火モジュール２０５、エンジンの排気ガスを排気するタイミングをコントロールする排気バルブ制御装置２０６、エンジンのシリンダブロックに設定されエンジンの冷却水温を検出する水温センサ２０７、エンジンブロックに設定されエンジンのノッキングを検出するノックセンサ２０８、エンジンの排気管に設定され排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ２０９、排気管の前記酸素濃度センサ後方に設置された三元触媒２１０、エンジンの運転、停止のメインスイッチであるイグニッションキイスイッチ２１１、及びエンジンの各補機類を制御するエンジン制御装置２１２から構成されている。
【００２８】
尚本実施形態ではクランク角度センサ２０４と吸気バルブ制御装置２０４_aが一体となっているが別体でも問題はない。
【００２９】
図３は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の内部構成の一例である。CPU３０１の内部にはエンジンに設置された各センサの電気的信号をデジタル演算処理用の信号に変換、及びデジタル演算用の制御信号を実際のアクチュエータ（インジェクタ、点火コイル（点火モジュール）等）の駆動信号に変換するＩ／Ｏ 部３０２が設定されている。
【００３０】
Ｉ／Ｏ部３０２には、吸入空気量センサ３０３（H/Wセンサ）、ノックセンサ３０４、水温センサ３０５、クランク角センサ３０６、スロットル開度センサ３０７、酸素濃度センサ３０８及びイグニッションSW３０９からそれぞれの信号が入力されている。
【００３１】
CPU３０１は、出力信号ドライバ１（３１０）を介して、インジェクタ制御手段３１１〜３１４（インジェクタ制御装置）へ出力信号（制御信号）を送信するとともに、出力信号ドライバ2（３１５）を介して、点火コイル３１６〜３１９、吸気バルブ位相可変手段３２０及び排気バルブ位相可変手段３２１へ出力信号を送信する。
【００３２】
図４は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置のインジェクタの構成の一例である。まず、図４（ａ）はコイル４０５に通電されていない場合（駆動電流Ｉ＝０）を示しており、磁束が発生しないため磁気吸引力はゼロとなる。弁体４０３は弁座４０６に当接したままとなるため、燃料は噴射されない。
【００３３】
図４（ｂ）はコイル４０５に小さな電流（駆動電流Ｉ＝Ｉ１）が流れている状態であり、磁気吸引力により可動コア１（４０１）および弁体４０３はそれぞれ固定コア４０４に吸引される。これにより、弁体４０３は弁座４０６からＳｔ１だけ離れることとなり(低ストローク)、燃料通路が形成され、燃料噴射が開始される。
【００３４】
コイル４０５へ流れる電流が増加し（駆動電流Ｉ＝Ｉ２＞Ｉ１）、磁気吸引力が増加すると、可動コア２（４０２）が可動コア１（４０１）からＳｔ２だけ離れ、弁体４０４が弁座からＳｔ１＋Ｓｔ２だけ離れる(高ストローク)。弁体４０３が上方にさらに押し上げられることで、図４（ｃ）に示すように図４（ｂ）の状態に比べ弁体４０３のストローク量が大きくなり燃料通路の開口面積が増加することで、単位時間当たりの燃料噴射量(噴射率)が増加する。
【００３５】
図５は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置のインジェクタの流量特性の一例である。ライン５０１が、高ストロークの時の流量特性であり、ライン５０２が低ストロークの時の流量特性である。
【００３６】
図６は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１のブロック１０３の詳細な制御ブロック図の一例である。ブロック１０３は、入力６０１で基本燃料量Tp、入力６０２でエンジン回転数Neを読込、マップ６０３に記憶されたインジェクタの高/低ストローク（ストローク量）を読出し、読み出したインジェクタのストローク量（高/低）を出力６０４で出力する。
【００３７】
換言すれば、CPU３０２（図３）は、エンジン（内燃機関）の基本燃料量Tp、エンジン回転数Ne等の運転状態に応じて高/低（多段）のストローク量のいずれかで燃料を噴射する燃料噴射弁２０３（インジェクタ、図２）のストローク量を判定するストローク量判定部（ブロック１０３：インジェクタストローク判定手段、図１）として機能する。
【００３８】
これにより、エンジンの運転状態から燃料噴射弁２０３のストローク量を判定することができる。
【００３９】
図７は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１のブロック１１２の詳細な制御ブロック図の一例である。ブロック７０２は、ノックセンサ７０１の出力（絶対値）をサンプリングする。IIRフィルタ1を構成するブロック７０３は、ブロック７０２でサンプリングされた信号をフィルタリングし、ノックの特徴周波数1を抽出する。
【００４０】
なお、ノックセンサ７０１の出力の絶対値を得るためには、例えば、絶対値回路をノックセンサ７０１とブロック７０２の間に設ければよいが、ブロック７０２とブロック７０６の間に設けてもよい。
【００４１】
ブロック７０５は、クランク角センサ７０４の信号から、爆発行程の上死点後の所定角度を検出する(ノックウィンドウ)。ブロック７０６は、検出された所定角度で、前記抽出された特徴周波数1を積分する。ブロック７０７は、エンジンのメカノイズであるバックグランドレベル1を演算する。加算器７０８は、特徴周波数1の積分値からバックグランドレベル1を減算し、積算値1（７０９）として出力する。
【００４２】
尚、ブロック７０３のIIRフィルタの特徴周波数を決定する各々のフィルタ係数はブロック７１０で算出される。ブロック７１１〜７１４は、前記ブロック７０３のIIRフィルタ1とは異なる特徴周波数を抽出するIIRフィルタであり、IIRフィルタ1と同様に、所定のエンジンクランク角度でフィルタ出力値を積算し、バックグランドレベルを減算した後にそれぞれの積算値を出力する。尚本実施形態では5本のIIRフィルタで特徴周波数を抽出しているが、エンジンの状況に応じてIIRフィルタの本数を切換えても良い。
【００４３】
図８は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図７のブロック７０７の詳細な制御ブロック図の一例である。
【００４４】
基本燃料量Tp（８０１）とエンジン回転数Ne（８０２）がブロック８０３に入力されており、ブロック８０３は、バックグランドレベル基本値1をマップ検索する。ブロック８０４は、マップ検索された値を加重平均し、バックグランドレベル1として出力する。尚前述の加重平均の加重平均重みは、エンジンの状態(基本燃料量Tp、エンジン負荷、及びエンジン回転数)に応じて切り替えられるようにしても良い。
【００４５】
図９は、本発明の実施形態によるエンジンのインジェクタ開期間がノックウィンドウに重畳している一例である。ライン９０１がインジェクタ開期間であり、ライン９０２がノックウィンドウ期間を表している。1気筒の行程９０３を例とすると、1気筒の吸気行程に1気筒のインジェクタ開期間があり、それが2気筒のノックウィンドウ期間９０５に重畳している。なお、インジェクタの開弁タイミングは、吸気行程に限定されず、エンジンの運転状態によっては圧縮行程であってもよい。
【００４６】
図１０は、本発明の実施形態によるエンジンのインジェクタ開期間がノックウィンドウに重畳する／しない場合において抽出するノック特徴周波数の一例である。ライン１００５、１００６がノックの特徴周波数であり、ライン１００７、１００８がインジェクタ開弁信号の特徴周波数である。
【００４７】
区間１００１、１００２は、インジェクタ開弁信号がノックウィンドウに重畳しない場合に抽出すべきノックの特徴周波数(バンドパス周波数帯)であり、区間１００３、１００４は、インジェクタ開弁信号がノックウィンドウに重畳する場合に抽出すべきノックの特徴周波数である。尚本実施形態ではインジェクタ開弁信号がノックウィンドウに重畳した場合を示しているが、インジェクタ閉弁信号が重畳した場合でも重畳有無に応じて抽出すべき周波数帯が異なることは言うまでもない。
【００４８】
図１１は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図７のブロック７１０の詳細な制御ブロック図の一例である。インジェクタ信号（開弁信号／閉弁信号）がノックウィンドウに重畳しない時は、スイッチ１１０１でIIRフィルタの係数１１０２が選択される。インジェクタ信号がノックウィンドウに重畳し、インジェクタストロークが低の場合はスイッチ１１０３でフィルタ係数１１０４が選択される。インジェクタ信号がノックウィンドウに重畳し、インジェクタストロークが高の場合は、フィルタ係数１１０５が選択される。
【００４９】
ここで、ブロック７１０は、例えば、集積回路から構成され、燃料噴射弁２０３（インジェクタ）が開弁又は閉弁するタイミングがノックを検出する期間を示すノックウィンドウに重畳するか否か及びストローク量（高/低）の組合せに基づいて、ノックセンサ７０１から出力される信号が入力される少なくとも１つのIIRフィルタ（フィルタ）の特性を決定するフィルタ特性決定部として機能する。なお、CPU３０１が、所定のプログラムを実行することにより、フィルタ特性決定部（ソフトウェア）として機能するようにしてもよい。
【００５０】
これにより、ノックを検出する期間に燃料噴射弁２０３が開弁又は閉弁する場合に、燃料噴射弁２０３のストローク量に応じたノイズを適切に除去できる。
【００５１】
尚本実施形態のインジェクタのストロークは2段であるが、2段以上の場合でも、その段数に応じてIIRフィルタの係数を選択すれば、対応できる。
【００５２】
図１２は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１のブロック１１２のノック有無判定の詳細な制御ブロック図の一例である。
【００５３】
ブロック１２０１は、図７で示したIIRフィルタ1の積算値1に対するノック判定閾値の比較ブロックであり、積算値1ノック検出信号を出力する。ライン１２０２で基本燃料量Tpを、ライン１２０３でエンジン回転数Neを読込む。読込んだ前記TpとNeでブロック１２０４において閾値マップ1_1をマップ検索し、閾値1_1とする。同様にブロック１２０５、１２０６で閾値1_2、閾値1_3をマップ検索する。
【００５４】
ここで、ブロック１２０１、１２１１〜１２１４は、例えば、メモリを内蔵した集積回路等から構成される。メモリは、閾値マップを記憶する。ブロック１２０１、１２１１〜１２１４は、それぞれのIIRフィルタ（フィルタ）から出力される信号の値（例えば、絶対値の積算値）とIIRフィルタごとの閾値を比較する比較部として機能する。なお、CPU３０１が、所定のプログラムを実行することにより、比較部（ソフトウェア）として機能するようにしてもよい。
【００５５】
これにより、ストローク量にかかわらずノックの有無を正確に判定することができる。
【００５６】
具体的には、インジェクタ信号重畳無の時はスイッチ１２０７により閾値1_1が選択され、インジェクタ信号重畳有で且つインジェクタストローク高の場合は閾値1_2が、インジェクタ信号重畳有で且つインジェクタストローク低の場合は閾値1_3が選択される。比較器１２０９は、選択された閾値とIIRフィルタ積算値と比較し、その結果を積算値1ノック検出信号として、ブロック１２１０のノック判定に出力する。ブロック１２１１〜１２１４は前述の図７のそれぞれのIIRフィルタ積算値に対応したノック判定閾値の比較ブロックであり、前記ブロック１２０１と同様な構成となっている。
【００５７】
ここで、ブロック１２１０は、ブロック１２０１、１２１１〜１２１４（比較部）による比較結果に基づいて、ノックが発生したか否かを判定するノック判定部として機能する。ブロック１２０１、１２１１〜１２１４（比較部）は、燃料噴射弁２０３（インジェクタ）が開弁又は閉弁するタイミングがノックウィンドウに重畳するか否か及びストローク量の組合せに基づいて、IIRフィルタ（フィルタ）ごとの閾値を決定する。
【００５８】
これにより、ノックを検出する期間に燃料噴射弁２０３が開弁又は閉弁する場合に、IIRフィルタごとに燃料噴射弁２０３のストローク量に応じた閾値を用いることができる。
【００５９】
ブロック１２０１、１２１１〜１２１４（比較部）は、エンジン（内燃機関）の基本燃料量Tp、エンジン回転数Ne等の運転状態に基づいて、IIRフィルタ（フィルタ）ごとの閾値を決定する。
【００６０】
これにより、エンジンの運転状態応じたIIRフィルタ（フィルタ）ごとの閾値を用いることができる。
【００６１】
図１３は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１２のブロック１２１０のノック判定の詳細な制御ブロック図の一例である。論理和１３０１に前述の図１２のそれぞれのノック判定閾値の比較結果が入力されており、どれか１つでもノック判定閾値を超えていると判定されると、ノック有信号を出力するようになっている。
【００６２】
ここで、ブロック１２１０（ノック判定部）は、それぞれのIIRフィルタ（フィルタ）から出力される信号の絶対値の積算値のうち少なくとも１つがIIRフィルタごとの閾値を超えた場合、ノックが発生したと判定する。
【００６３】
これにより、例えば、ノックの複数の特徴周波数の全体について、ノックの有無を正確に判定することができる。
【００６４】
図１４は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１２のブロック１２１０のノック判定の詳細な制御ブロック図の他の例である。
【００６５】
前述の図１２のそれぞれのノック判定閾値の比較結果がブロック１４０１に入力されており、ブロック１４０１は、ノック判定閾値を超えているという判定の個数をカウントする(ノック検出カウンタ)。
【００６６】
換言すれば、ブロック１２１０（ノック判定部）は、それぞれのIIRフィルタ（フィルタ）から出力される信号の絶対値の積算値がIIRフィルタごとの閾値を超えた回数の総数を数えるカウンタ（ブロック１４０１）を有する。
【００６７】
ブロック１４０２は、基本燃料量Tpとエンジン回転数Neでノック検出カウンタ閾値を検索する。比較器１４０３は、ノック検出カウンタ閾値とノック検出カウンタ値を比較し、ノック検出カウンタ値がノック検出カウンタ閾値以上である場合、ノック有信号を出力する。
【００６８】
換言すれば、ブロック１２１０（ノック判定部）は、それぞれのIIRフィルタ（フィルタ）から出力される信号の絶対値の積算値がIIRフィルタごとの閾値を超えた回数の総数がノック検出カウンタ閾値（所定の回数）以上である場合、ノックが発生したと判定する。
【００６９】
例えば、ノック検出カウンタ閾値が２以上である場合、装置の誤作動又は何らかのノイズ等により１つの特徴周波数についてノックが検出されたとしても、ノック有信号は出力されない。このため、ノックの発生の有無の誤判定を抑制することができる。
【００７０】
ブロック１２１０（ノック判定部）のブロック１４０２は、エンジン（内燃機関）の基本燃料量Tp、エンジン回転数等の運転状態に基づいて、ノック検出カウンタ閾値（所定の回数）を決定する。
【００７１】
これにより、エンジンの運転状態に応じたノック検出カウンタ閾値を用いることができる。
【００７２】
図１５は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置のこれまで記載してきたブロックの一連の動作のタイミングチャートの一例である。
【００７３】
ノックウィンドウは地点１５０１〜１５０２までであり、ノックセンサはエンジンのノックを検出し、ノックセンサの出力信号の絶対値１５０３は、図のように振動している。なお、上記の地点とは、例えば、クランク角で定まるタイミングを意味する。
【００７４】
IIRフィルタ積算値１５０４〜１５０８は、一旦地点１５０１でリセットされ、そこから積分開始する。地点１５０９、１５１０及び１５１１で前記積算値が設定された閾値を超えるとノック検出カウンタ１５１２のカウントが始まり、地点１５１１で設定された閾値１５１３を超えるとノック有無信号１５１４はノック有を出力するようになる。
【００７５】
図１６は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１の詳細なフローチャートの一例である。
【００７６】
ステップ１６０１でエンジン回転数Neを計算する。ステップ１６０２でH/Wセンサ出力を読込む。ステップ１６０３で前記H/Wセンサ出力より、エンジンのシリンダへ流入するシリンダ流入空気量を計算する。ステップ１６０４で基本燃料量Tpとエンジン負荷を計算する。ステップ１６０５で前記エンジン回転数Neと基本燃料量Tpで基本燃料補正係数をマップ検索する。
【００７７】
ステップ１６０６でインジェクタストロークの高低を判定する。ステップ１６０７で前記エンジン回転数Neと基本燃料量Tpで基本点火時期をマップ検索する。ステップ１６０８でノックセンサの出力（絶対値）を読込む。ステップ１６０９でノック特徴周波数を検出し、ステップ１６１０でノック特徴周波数成分の積算を行う。
【００７８】
ステップ１６１１で前記積算値より、ノック有無判定を行う。ステップ１６１２で酸素濃度センサの出力を読込む。ステップ１６１３で前記酸素濃度センサの出力から空燃比帰還制御係数を計算する。ステップ１６１４で前記空燃比帰還制御係数等を基本燃料量の補正に加える。ステップ１６１５で前記ノック有無判定より点火時期のノック補正量を計算する。
【００７９】
ステップ１６１６で前記点火時期のノック補正量を基本点火時期の補正に加える。ステップ１６１７で吸排バルブタイミングの設定を行う。
【００８０】
図１７は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図６の詳細なフローチャートの一例である。ステップ１７０１で基本燃料量Tpを読込む。ステップ１７０２でエンジン回転数Neを読込む。ステップ１７０３で前記基本燃料量Tpとエンジン回転数Neでインジェクタストローク高低の判定をマップ検索する。
【００８１】
図１８は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図７の詳細なフローチャートの一例である。
【００８２】
ステップ１８０１でノックセンサ出力（絶対値）を読込む。ステップ１８０２でインジェクタ信号のノックウィンドウへの重畳の有無を判定する。ステップ１８０３でインジェクタストロークの高低を読込む。ステップ１８０４で前記インジェクタ信号のノックウィンドウへの重畳の判定値と前記インジェクタストロークにより、IIRフィルタへのフィルタ係数を選定する。ステップ１８０５で前記ノックセンサ出力にIIRフィルタ１〜5のフィルタリングを行う。
【００８３】
ステップ１８０６でクランク角センサの出力を読込む。ステップ１８０７で前記クランク角センサの出力値により、爆発行程の所定角度内かどうか(ノックウィンドウか)を判断し、そうであればステップ１８０８でIIRフィルタ1〜5フィルタリング値を積算する。ステップ１８０９でバックグランドレベル1〜5の計算を行い、ステップ１８１０で前記IIRフィルタ1〜5フィルタリング値の積算値より前記バックグランドレベル1〜5の減算を行い、それぞれIIRフィルタ積算値1〜5とする。
【００８４】
図１９は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図８の詳細なフローチャートの一例である。
【００８５】
ステップ１９０１で基本燃料量Tpを読込む。ステップ１９０２でエンジン回転数Neを読込む。ステップ１９０３で前記基本燃料量Tpとエンジン回転数Neによりバックグランドレベル1基本値をマップ検索する。ステップ１９０４でバックグランドレベル1基本値に加重平均を施し、バックグランドレベル1とする。
【００８６】
図２０は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１１の詳細なフローチャートの一例である。
【００８７】
ステップ２００１でノックウィンドウにインジェクタ信号の重畳有無を判断する。重畳無の時（ステップ２００１：Ｙｅｓ）は、ステップ２００２でインジェクタ信号重畳無の時のフィルタ係数を選択する。重畳有の時（ステップ２００１：Ｎｏ）は、ステップ２００３でインジェクタストロークが高か判断する。インジェクタストロークが高の場合（ステップ２００３：Ｙｅｓ）は、ステップ２００４でインジェクタ信号重畳有、ストローク高のフィルタ係数を選択する。インジェクタストロークが低の場合（ステップ２００３：Ｎｏ）は、ステップ２００５でインジェクタ信号重畳無、ストローク低のフィルタ係数を選択する。
【００８８】
図２１は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１２の詳細なフローチャートの一例である。ステップ２１００は積算値1についてのノック検出信号出力判定のフローチャートのブロックである。
【００８９】
ステップ２１０１で基本燃料量Tpを読込む。ステップ２１０２でエンジン回転数Neを読込む。ステップ２１０３でノックウィンドウにインジェクタ信号が重畳していないかどうかを判断し、重畳していない時（ステップ２１０３：Ｙｅｓ）は、ステップ２１０４で、前記基本燃料量Tpと前記エンジン回転数Neでインジェクタ信号重畳無の時の閾値マップ1_1を検索する。
【００９０】
ステップ２１０３でインジェクタ信号が重畳していると判断された場合（ステップ２１０３：Ｎｏ）、ステップ２１０５でインジェクタストロークが高かどうか判断し、高の場合（ステップ２１０５：Ｙｅｓ）は、ステップ２１０６で前記基本燃料量Tpと前記エンジン回転数Neでインジェクタストローク高の時の閾値マップ1_2を検索する。ステップ２１０５でインジェクタストロークが低と判断された場合（ステップ２１０５：Ｎｏ）、ステップ２１０７で前記基本燃料量Tpと前記エンジン回転数Neでインジェクタストローク低の時の閾値マップ1_3を検索する。
【００９１】
ステップ２１１１は積算値2についてのノック検出信号出力判定であり、各々の閾値マップが2_1〜2_3となっているだけで構成はステップ２１００のフローチャートのブロックと同じである。
【００９２】
ステップ２１１２は積算値3のノック検出信号出力判定であり、各々の閾値マップが3_1〜3_3となっているだけで構成はステップ２１００のフローチャートのブロックと同じである。
【００９３】
ステップ２１１３は積算値4のノック検出信号出力判定であり、各々の閾値マップが4_1〜4_3となっているだけで構成はステップ２１００のフローチャートのブロックと同じである。
【００９４】
ステップ２１１４は積算値5のノック検出信号出力判定であり、各々の閾値マップが5_1〜5_3となっているだけで構成はステップ２１００のフローチャートのブロックと同じである。
【００９５】
図２２は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１２の詳細なフローチャートの一例である。
【００９６】
ステップ２２０１で積算値1についてノック検出信号が出力されているかどうかを判断する。ステップ２２０２で積算値2についてノック検出信号が出力されているかどうかを判断する。ステップ２２０３で積算値3についてノック検出信号が出力されているかどうかを判断する。ステップ２２０４で積算値4についてノック検出信号が出力されているかどうかを判断する。ステップ２２０５で積算値5についてノック検出信号が出力されているかどうかを判断する。
【００９７】
前記ステップ２２０１〜２２０５の内、一つでもノック検出信号が出力されていると判断されると（ステップ２００１〜２２０５のいずれか：Ｙｅｓ）、ステップ２２０６でノック有信号を出力する。前記ステップ２２０１〜２２０５の内、一つもノック検出信号が出力されていないと（ステップ２００１〜２２０５のすべて：Ｎｏ）、ステップ２２０７でノック無信号を出力する。
【００９８】
図２３は、本発明の実施形態によるエンジンのノッキング検出方法を実行する燃料制御装置の図１４の詳細なフローチャートの一例である。
【００９９】
ステップ２３０１で積算値1〜5のノック検出値の個数をノック検出カウンタとして数える。ステップ２３０２で基本燃料量Tpを読込む。ステップ２３０３でエンジン回転数Neを読込む。ステップ２３０４で前記基本燃料量Tpと前記エンジン回転数Neでノック検出カウンタ閾値マップを検索する。ステップ２３０５で前記ノック検出カウンタ値が前記ノック検出カウンタ閾値以上かを判断する。ステップ２３０５で閾値以上を判断されると（ステップ２３０５：Ｙｅｓ）、ステップ２３０６でノック有信号を出力する。ステップ２３０５で閾値より小さいと判断されると（ステップ２３０５：Ｎｏ）、ステップ２３０７でノック無信号を出力する。
【０１００】
本実施形態によれば、エンジンに発生するノッキングを精度良く検出することができる。また、ノッキング検出のウィンドウにインジェクタストロークを2段もつインジェクタ信号が重畳しても誤判定することなくノッキングを検出することが出来る。
【０１０１】
すなわち、ストローク量にかかわらずノックの有無を正確に判定することができる。
【０１０２】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１０３】
また、上記の各構成、機能（手段）等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能（手段）等は、プロセッサ（CPU）がそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
【０１０４】
なお、本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。
【０１０５】
（１）エンジンのノッキングを検出する手段と、エンジンに燃料を供給する少なくとも２つ以上の弁ストローク量を備えた燃料噴射手段と、エンジンの所定クランク角度で前記ノッキングを検出する手段に少なくとも１つ以上のフィルタを施す手段と、前記フィルタを施す手段は、前記２つ以上の弁のストロークに応じてフィルタの特性を変更する手段と、フィルタの出力に閾値を設定し、ノッキングを判定する手段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方法及びそれを備えた燃料制御装置。
【０１０６】
（２）前記フィルタ出力に閾値を設定し、ノッキングを判定する手段は、フィルタの出力値を所定区間積算する手段と、前記積算値が少なくとも１つ以上が閾値以上であると判定する手段とを備えたことを特徴とする（１）に記載の内燃機関のノッキング検出方法及びそれを備えた燃料制御装置。
【０１０７】
（３）前記フィルタ出力に閾値を設定し、ノッキングを判定する手段は、フィルタの出力値を所定区間積算する手段と、前記所定区間積算された積算値が所定の閾値を超えたと判断する手段と、前記所定の閾値を超えたと判断された個数が所定の閾値を超えたと判断する手段とを備えたことを特徴とする（１）に記載の内燃機関のノッキング検出方法及びそれを備えた燃料制御装置。
【０１０８】
（４）前記フィルタの出力に閾値を設定し、ノッキングを判定する手段の閾値は、エンジンの負荷を得る手段と、エンジンの回転数を得る手段と、前記エンジンの負荷と前記エンジンの回転数より前記閾値を算出する手段とを備えたことを特徴とする（１）に記載の内燃機関のノッキング検出方法及びそれを備えた燃料制御装置。
【０１０９】
（５）前記所定の閾値を超えたと判断された個数が所定の閾値を超えたと判断する手段の所定の個数を超えたと判断する閾値は、エンジンの負荷を得る手段と、エンジンの回転数を得る手段と、前記エンジンの負荷と前記エンジンの回転数より前記閾値を算出する手段とを備えたことを特徴とする（１）、（３）に記載の内燃機関のノッキング検出方法及びそれを備えた燃料制御装置。
【０１１０】
上記（１）〜（５）によれば、例えばストローク長が少なくとも２つあるインジェクタの駆動タイミングが、ノックウィンドウに入った場合、ノックの特徴周波数を抽出するフィルタの係数を、インジェクタストローク長の高低に対応して可変とし、フィルタ特性を変えることにより、インジェクタノイズを避けることができる。また、フィルタ特性が変わり、フィルタ出力値が異なるため、フィルタ出力値に対するノック判定値も切換えるように構成した。
【符号の説明】
【０１１１】
１１２…ノック発生有無判定ブロック
１１１…点火時期補正手段
２００…エンジン
２０１…H/Wセンサ
２０２…スロットル絞り弁
２０３…燃料噴射弁
２１２…エンジン制御装置
３０１…CPU
３０２…I/O
３１０…ドライバ1
３１５…ドライバ2
３０４…ノックセンサ
３１１…1気筒インジェクタ制御手段
３１２…2気筒インジェクタ制御手段
３１３…3気筒インジェクタ制御手段
３１４…4気筒インジェクタ制御手段
４０１…可動コア
４０３…弁体
４０４…固定コア
４０５…コイル
４０６…弁座
６０３…インジェクタストローク高低マップ
７０３…IIRフィルタ1
７１０…フィルタ係数選択ブロック
７１１…IIRフィルタ2
７１２…IIRフィルタ3
７１３…IIRフィルタ4
７１４…IIRフィルタ5
８０３…バックグランドレベル基本値1マップ
１２０４…閾値マップ1_1
１２０５…閾値マップ1_2
１２０６…閾値マップ1_3
１４０２…ノック検出カウンタ閾値マップ
１５０１…ノックウィンドウ開始地点
１５０２…ノックウィンドウ終了地点
１５０３…ノックセンサ出力信号
１５１２…ノック検出カウンタ
１５１３…ノック検出カウンタ閾値
１５１４…ノック有無信号
【図１】
2019027302.tif 000003
【図２】
2019027302.tif 000004
【図３】
2019027302.tif 000005
【図４】
2019027302.tif 000006
【図５】
2019027302.tif 000007
【図６】
2019027302.tif 000008
【図７】
2019027302.tif 000009
【図８】
2019027302.tif 000010
【図９】
2019027302.tif 000011
【図１０】
2019027302.tif 000012
【図１１】
2019027302.tif 000013
【図１２】
2019027302.tif 000014
【図１３】
2019027302.tif 000015
【図１４】
2019027302.tif 000016
【図１５】
2019027302.tif 000017
【図１６】
2019027302.tif 000018
【図１７】
2019027302.tif 000019
【図１８】
2019027302.tif 000020
【図１９】
2019027302.tif 000021
【図２０】
2019027302.tif 000022
【図２１】
2019027302.tif 000023
【図２２】
2019027302.tif 000024
【図２３】
2019027302.tif 000025