(57)【要約】【課題】ノックセンサまでの振動の伝達感度の気筒間差、あるいはエンジンおよびノックセンサの機差バラツキあるいは経年変化に対して、適合工数あるいはＥＣＵのメモリ容量を増大させることなく、適切なノック判定閾値の下限値および上限値を適用できる内燃機関の制御装置を得る。【解決手段】気筒毎のノック信号のバックグランドレベル、および／または標準偏差を用いた値に基づいて、気筒毎にノック判定閾値の下限値および上限値を補正する。【選択図】図３
2019138230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのシリンダ内で発生する振動または圧力波を振動データとして検出する振動データ検出手段と、前記振動データが入力される電子制御装置と、を備えると共に、
前記電子制御装置は、
前記振動データからノックの振動成分を抽出してノック信号とする振動データ処理手段と、
前記ノック信号を処理することにより気筒毎にバックグランドレベルと標準偏差の少なくとも一つを算出するノック信号処理手段と、
前記バックグランドレベルと前記標準偏差の少なくとも一つを用いてノック判定閾値を算出するノック判定閾値算出手段と、
前記ノック判定閾値の下限値と前記ノック判定閾値の上限値の少なくとも一つを用いて前記ノック判定閾値を制限するノック判定閾値制限手段と、
前記ノック信号と前記ノック判定閾値制限手段で制限された前記ノック判定閾値とを比較して前記ノックの発生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、前記ノックを抑制するノック抑制手段と、を備え、
気筒毎の前記バックグランドレベルと前記標準偏差の少なくとも一つを用いた補正関連値に基づいて、気筒毎に、前記ノック判定閾値の下限値と前記ノック判定閾値の上限値の少なくとも一つを補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
気筒間比率は、気筒毎の前記補正関連値を、前記補正関連値の気筒間平均値で除算して算出されるものであって、
前記気筒間比率を用いて、気筒毎に、前記ノック判定閾値の下限値と前記ノック判定閾値の上限値の少なくとも一つを補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記気筒間比率を、気筒間比率最小制限値および気筒間比率最大制限値で制限することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記気筒間比率最小制限値および前記気筒間比率最大制限値を、気筒毎に設定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記振動データ検出手段までの振動の伝達感度が他気筒よりも高い気筒ほど、前記気筒間比率最小制限値および前記気筒間比率最大制限値を大きく設定し、
前記振動データ検出手段までの振動の伝達感度が他気筒よりも低い気筒ほど、前記気筒間比率最小制限値および前記気筒間比率最大制限値を小さく設定することを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、内燃機関で発生するノックを抑制する内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関（以下、エンジンとも称する。）で発生するノック現象を振動センサにて検出する方法が知られている。これは、エンジンの運転中にノックが発生すると、エンジンあるいはノックの振動モードに応じた固有周波数の振動が発生することを利用し、所定のノック検出ウィンドウにおける固有周波数の振動成分を抽出することでノック検出を行うものである。固有周波数の振動レベルの抽出には、アナログのバンドパスフィルタ回路を用いた方法、あるいはＳＴＦＴ（short-time Fourier transform：短時間フーリエ変換）、ＤＦＴ（discrete Fourier transform：離散フーリエ変換）などのデジタル信号処理の実施が一般的に知られている。
【０００３】
そして、例えば特許文献１に開示されているように、振動レベルの抽出により得られた値（以下、ノック信号と称する。）を点火毎にフィルタ処理することでバックグランドレベル（以下、ＢＧＬと称する。）を求め、そのＢＧＬを基に算出されるノック判定閾値とノック信号とを比較することでノックの発生を判定する方法がある。この方法では、フィルタ処理にて使用するフィルタ係数を過渡状態時に小さくするように補正することで、過渡状態においてＢＧＬに反映させるノック信号の割合を増大させ、ＢＧＬの追従を早めて過渡状態でのノック判定の精度を向上させるようにしている。
【０００４】
ただし、過渡状態と判定される同じエンジン回転数または負荷の変化率でも、低速時と高速時では要求されるＢＧＬの追従性が異なり、例えばエンジン回転数が低回転から高回転へ変化するが、エンジンの回転、あるいは負荷がそれほどの過渡状態ではなくても、エンジン回転数が低回転の領域においてはＢＧＬの早い追従性が必要となる場合がある。そのような場合に、ＢＧＬの早い追従性が必要であるのに、それほどの過渡状態ではないのでフィルタ係数の補正量は小さくて、フィルタ係数の補正が十分ではないために、前記特許文献１の開示技術ではＢＧＬの追従遅れによりノックを誤検出する課題がある。
【０００５】
これに対して、特許文献２では、ノック判定閾値に下限値を設定する方法が提案されている。特許文献２の方法によれば、ノック判定閾値が下限値（特許文献２中の下限ガードＡ）未満の場合は、下限値をノック判定閾値とし、かつフィルタ係数を小さくするようにしている。これにより、ノック判定閾値が下限値より低い状態から加速する際に、それほどの過渡状態でなくても、ＢＧＬの追従性を向上させることができ、ノックの誤検出を防止することができる。
【０００６】
一方、エンジンの回転、あるいは負荷が過渡状態であっても、ノック信号の変化が小さいためにＢＧＬの早い追従性が必要では無い場合がある。そのような場合に、ＢＧＬの早い追従性が必要では無いのに、過渡状態であるためフィルタ係数の補正量は必要以上に大きくなり、例えばノックによって大きなノック信号が生じてもＢＧＬが過度に追従して上昇することにより、ノックを検出漏れする課題がある。また、定常状態においても、ノックが多発する場合にＢＧＬが過度に上昇し、それによりノック判定閾値も過度に上昇して、最終的にノックを検出漏れする課題がある。
【０００７】
これらに対して、特許文献３では、ＢＧＬに上限値を設定する方法が提案されている。特許文献３の方法によれば、ＢＧＬが上限値を上回る場合は、ＢＧＬを上限値に制限する。これにより、過渡状態でＢＧＬが過度に追従する場合、あるいはノックが多発してノック信号のＢＧＬが過度に上昇する場合でも、ノック信号のＢＧＬが過度に上昇することが制限されて、ノック判定閾値が過度に上昇することが制限されるので、ノックの検出漏れを防止できる。
【０００８】
以上のように、ノック判定閾値を所定の下限値および上限値で制限することで、ノックの誤検出あるいは検出漏れを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実公平６−４１１５１号公報
【特許文献２】特開平１０−２５９７７８号公報
【特許文献３】特許第３１１８０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、本願が解決しようとする課題を説明するに際し、まずは所定の定常状態における各気筒のノック信号について説明する。
図１５から図１７は、ノックセンサが第２気筒と第３気筒の間に取り付けられている４気筒エンジンにおける、エンジン回転数と充填効率が概ね一定である所定の定常状態における各気筒でのノック信号の頻度分布を示すイメージ図を示し、図１５はノック未発生の状態、図１６は点火時期が図１５よりも進角側でノックが数発ほど発生する状態、図１７は点火時期が図１６よりも進角側でノックが多発する状態でのイメージ図を示している。なお、図１５から図１７の横軸はノック信号レベル、縦軸は頻度を示し、上から第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒の順に各気筒でのノック信号の頻度分布を太線で示している。以下、第１気筒を＃１、第２気筒を＃２、第３気筒を＃３、第４気筒を＃４と称する。
【００１１】
図１５から図１７の符号ａで示す細線はノック信号のＢＧＬ、図１５から図１７の符号ｂで示す箇所はノック信号の上側分布を示し、各気筒のＢＧＬと上側分布の差分はノック信号の上側分布幅である。そして、図１５から図１７の符号ｃで示す箇所はノック信号の下側分布を示し、ＢＧＬと下側分布の差分はノック信号の下側分布幅である。また、図１５から図１７の符号ｄで示す破線矢印はノック判定閾値の下限値、符号ｅで示す二点鎖線矢印はノック判定閾値の上限値を示しており、ノック判定閾値の下限値および上限値はそれぞれ、気筒番号、ノック発生状態によらず同じ値である。なお、前記符号ａからｅは、図１５の＃２を代表として図中に表示し、図１５の＃１、＃３、＃４、及び図１６、図１７の＃１から＃４においては省略されている。
【００１２】
ノック信号のＢＧＬおよび上側分布幅について、図１５に示す通り、＃２、＃３に対して＃１、＃４の方がノック信号のＢＧＬおよび上側分布幅は小さくなる。これは、＃２、＃３よりも＃１、＃４の方がノックセンサからの位置が遠く、＃２、＃３よりもノックセンサまでの振動の伝達感度が低いためである。またエンジンブロック内の油水路などの配置によってもノックセンサまでの振動の伝達感度に気筒間差が生じる。そのため、同じレベルの振動に対してノックセンサで検出される振動レベルは気筒毎に異なる。なお、図１６、図１７においても＃２、＃３に対して＃１、＃４の方がノック信号のＢＧＬおよび上側分布幅は小さくなる。
【００１３】
ここで、ノック判定閾値をノック信号のＢＧＬおよび上側分布幅を基に算出するものとし、ノック判定閾値の下限値および上限値はノック信号の上側分布幅に適用する場合を考えると、ノック判定閾値の下限値は、ノックの誤検出を防止するために図１５のノック信号の上側分布幅よりも大きく、かつ下限値でノック判定閾値を制限することによるノック検出漏れを考慮して、図１６のノック信号の上側分布幅よりも小さい値に設定される。
【００１４】
また、ノック判定閾値の上限値は、ノック多発によりノック判定閾値が過度に上昇してノック検出漏れとなるのを防止するために、図１７のノック信号の上側分布幅よりも小さく、かつ上限値でノック判定閾値を制限することによるノック検出時の過度の点火遅角、あるいはノックの誤検出を考慮して、図１６のノック信号の上側分布幅よりも大きい値に設定される。
よって、図１５から図１７に示すノック信号のＢＧＬおよび上側分布幅の気筒間差を考慮すると、ノック判定閾値の下限値および上限値を気筒毎に設定するのが望ましい。
【００１５】
しかしながら、前記特許文献２では、ノック判定閾値の下限値は定数であり、気筒毎に下限値を設定する内容は考慮されていない。また前記特許文献３では、ノック判定閾値の上限値はエンジン回転数に応じて設定されているものの、気筒毎に上限値を設定する内容は考慮されていない。よって、前記特許文献２など従来技術において例えば図１５から図１７の符号ｄで示すように、ノックセンサまでの振動の伝達感度が他気筒よりも高い＃２の上側分布幅に応じて、図１５の上側分布幅より大きく、かつ図１６の上側分布幅より小さいノック判定閾値の下限値を設定した場合には、図１８に示す課題がある。
【００１６】
図１８は、前記特許文献２など従来技術において、ノックセンサまでの振動の伝達感度が他気筒よりも低い＃４での定常状態→過渡状態→定常状態を概略的に示すタイムチャートを示している。タイムチャートは上段、中段、下段の３つを記載している。上段は、横軸が時間、縦軸はエンジン回転数、充填効率などの運転状態値のタイムチャートである。中段は、横軸が時間、縦軸は＃４のノック信号のタイムチャートであり、本タイムチャート間に計６発のノックが発生している状態を示している。また中段の符号ｆで示す太線はノック信号のＢＧＬ、符号ｇで示す長破線はノック判定閾値を示している。下段は、横軸が時間、縦軸はノック強度のタイムチャートである。ノック強度は、例えばノック信号がノック判定閾値を上回る分の値に対して所定のゲインを乗じて算出する。
【００１７】
図１８において、本来ならば＃４の上側分布幅に応じたノック判定閾値の下限値が設定されるべきところで、＃２の上側分布幅に応じたノック判定閾値の下限値が設定されている。よって、図１８の中段、下段に示すとおり、ノック判定閾値の下限値が大きすぎてノック判定閾値が高くなりノックを検出漏れする課題がある。なお＃４の上側分布幅に応じてノック判定閾値の下限値を小さくすればノックの検出漏れを回避できるが、その場合は図１９に示す課題がある。
【００１８】
図１９は、前記特許文献２など従来技術において、ノックセンサまでの振動の伝達感度が他気筒よりも高い＃２での定常状態→過渡状態→定常状態を概略的に示すタイムチャートを示している。タイムチャートは図１８と同様に上段、中段、下段の３つを記載しており、各タイムチャートの横軸、縦軸等は図１８と同様であるが、図１９では本タイムチャート間にノックが未発生の状態を示している。
【００１９】
図１９において、本来ならば＃２の上側分布幅に応じたノック判定閾値の下限値が設定されるべきところで、＃４の上側分布幅に応じたノック判定閾値の下限値が設定されている。よって、図１９の中段、下段に示すとおり、ノック判定閾値の下限値が小さすぎてノック判定閾値が低くなりノックを誤検出してしまう課題がある。さらに、ノックが発生した時のノック信号によってノック信号のＢＧＬを不要に上昇させない目的で、ノックが発生したと判定した時のフィルタ係数を、ノックが発生してないと判定した時のフィルタ係数よりも大きくするようにした場合では、ノックの誤検出によりノック信号のＢＧＬの追従がさらに遅れてしまう課題がある。
【００２０】
また、例えば図１５から図１７の符号ｅで示すように、ノックセンサまでの振動の伝達感度が他気筒よりも高い＃２の上側分布幅に応じて、図１６の上側分布幅より大きく、かつ図１７の上側分布幅より小さいノック判定閾値の上限値を設定した場合、図１７の＃４ではノックセンサまでの振動の伝達感度が他気筒よりも低いため、ノック判定閾値の上限値は＃４のノック信号の上側分布幅よりも大きくなる。そうすると＃４にのみノックが多発した際に、上限値でノック判定閾値が制限されないため、＃４で多発するノックを検出漏れして点火遅角せずノックを抑制できない課題がある。
【００２１】
また、ノックセンサまでの振動の伝達感度が他気筒よりも低い＃４の上側分布幅に応じて、図１６の上側分布幅より大きく、かつ図１７の上側分布幅より小さいノック判定閾値の上限値を設定した場合、図１６の＃２ではノックセンサまでの振動の伝達感度が他気筒よりも高いため、ノック判定閾値の上限値は＃２のノック信号の上側分布幅よりも小さくなる。そうすると＃２で通常のノック制御では検出しないレベルの弱いノックが発生した際に、上限値でノック判定閾値が過度に制限されるため検出不要なノックを検出し、不要な点火遅角を実施して、最終的にエンジン出力あるいは燃費が悪化する課題がある。
【００２２】
以上のとおり、ノックセンサまでの振動の伝達感度が他気筒よりも高い気筒に応じてノック判定閾値の下限値および上限値を設定した場合は、伝達感度が他気筒よりも低い気筒でノックの検出漏れを生じ、ノックセンサまでの振動の伝達感度が他気筒よりも低い気筒に応じてノック判定閾値の下限値および上限値を設定した場合は、伝達感度が他気筒よりも高い気筒でノック検出時の過度の点火遅角あるいはノックの誤検出を生じる課題がある。
【００２３】
前記課題に対して、気筒毎にノック判定閾値の下限値および上限値を適合することで、ノック信号のＢＧＬおよび上側分布幅の気筒間差があっても適切なノック判定閾値の下限値および上限値を適用することができる。しかし、気筒毎にノック判定閾値の下限値および上限値を適合するために適合工数が増大し、さらに電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する。）にノック判定閾値の下限値および上限値を設定するのに必要なメモリ容量が増大する課題がある。
【００２４】
さらに、気筒毎に下限値および上限値を適合してＥＣＵに設定したとしても、エンジンおよびノックセンサの機差バラツキあるいは経年変化によりノック信号のＢＧＬあるいは上側分布幅が適合時と異なる場合は、前記段落００２２で記載した課題は解消されない。
【００２５】
本願は、前記課題を解決するためになされたもので、ノックセンサまでの振動の伝達感度の気筒間差、あるいはエンジンおよびノックセンサの機差バラツキあるいは経年変化に対して、適合工数あるいはＥＣＵのメモリ容量を増大させることなく、適切なノック判定閾値の下限値および上限値を適用できる内燃機関の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】
【００２６】
本願に開示される内燃機関の制御装置は、エンジンのシリンダ内で発生する振動または圧力波を振動データとして検出する振動データ検出手段と、前記振動データが入力される電子制御装置と、を備えると共に、
前記電子制御装置は、
前記振動データからノックの振動成分を抽出してノック信号とする振動データ処理手段と、前記ノック信号を処理することにより気筒毎にバックグランドレベルと標準偏差の少なくとも一つを算出するノック信号処理手段と、前記バックグランドレベルと前記標準偏差の少なくとも一つを用いてノック判定閾値を算出するノック判定閾値算出手段と、前記ノック判定閾値の下限値と前記ノック判定閾値の上限値の少なくとも一つを用いて前記ノック判定閾値を制限するノック判定閾値制限手段と、前記ノック信号と前記ノック判定閾値制限手段で制限された前記ノック判定閾値とを比較して前記ノックの発生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、前記ノックを抑制するノック抑制手段と、を備え、
気筒毎の前記バックグランドレベルと前記標準偏差の少なくとも一つを用いた補正関連値に基づいて、気筒毎に、前記ノック判定閾値の下限値と前記ノック判定閾値の上限値の少なくとも一つを補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本願に開示される内燃機関の制御装置によれば、気筒毎のノック信号のバックグランドレベルあるいは標準偏差を用いた値に基づいて、気筒毎に、ノック判定閾値の下限値および上限値を補正することで、振動データ検出手段までの振動の伝達感度の気筒間差、あるいはエンジンおよび振動データ検出手段の機差バラツキあるいは経年変化などに対して適合工数あるいは電子制御装置のメモリ容量を増大させることなく、適切なノック判定閾値の下限値および上限値を適用でき、ノックの誤検出あるいは検出漏れを回避できる効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態１に係るエンジンを概略的に示す構成図である。
【図２】実施の形態１に係るエンジン制御部を概略的に示す構成図である。
【図３】実施の形態１に係るノック制御部を概略的に示す構成図である。
【図４】実施の形態１に係る運転状態値取得からノック判定閾値の下限値および上限値算出までのフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係るエンジン回転数とノック判定閾値の下限値および上限値の関係を示すイメージ図である。
【図６】実施の形態１に係るノック判定閾値の下限値テーブルである。
【図７】実施の形態１に係るノック判定閾値の上限値テーブルである。
【図８】実施の形態１に係るフィルタ係数を算出するフローチャートである。
【図９】実施の形態１に係るノック判定閾値の下限値および上限値の気筒間比率を算出するフローチャートである。
【図１０】所定の定常状態におけるノック未発生の状態での各気筒のノック信号の頻度分布と、実施の形態１に係るノック判定閾値の下限値および上限値の関係を示すイメージ図である。
【図１１】所定の定常状態におけるノックが数発ほど発生する状態での各気筒のノック信号の頻度分布と、実施の形態１に係るノック判定閾値の下限値および上限値の関係を示すイメージ図である。
【図１２】所定の定常状態におけるノックが多発する状態での各気筒のノック信号の頻度分布と、実施の形態１に係るノック判定閾値の下限値および上限値の関係を示すイメージ図である。
【図１３】実施の形態１に係るノックセンサまでの振動の伝達感度が他気筒よりも低い気筒の定常状態→過渡状態→定常状態を概略的に示すタイムチャートである。
【図１４】実施の形態１に係るノックセンサまでの振動の伝達感度が他気筒よりも高い気筒の定常状態→過渡状態→定常状態を概略的に示すタイムチャートである。
【図１５】所定の定常状態におけるノック未発生の状態での各気筒のノック信号の頻度分布と、従来技術によるノック判定閾値の下限値および上限値の関係を示すイメージ図である。
【図１６】所定の定常状態におけるノックが数発ほど発生する状態での各気筒のノック信号の頻度分布と、従来技術によるノック判定閾値の下限値および上限値の関係を示すイメージ図である。
【図１７】所定の定常状態におけるノックが多発する状態での各気筒のノック信号の頻度分布と、実施の形態１に係るノック判定閾値の下限値および上限値の関係を示すイメージ図である。
【図１８】従来技術によるノックセンサまでの振動の伝達感度が他気筒よりも低い気筒の定常状態→過渡状態→定常状態を概略的に示すタイムチャートである。
【図１９】従来技術によるノックセンサまでの振動の伝達感度が他気筒よりも高い気筒の定常状態→過渡状態→定常状態を概略的に示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本願の実施の形態に係る内燃機関の制御装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一もしくは相当部分を示している。
【００３０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るエンジンを概略的に示す構成図であり、図２は、実施の形態１に係るエンジン制御部を概略的に示す構成図である。なお、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。
図１において、エンジン１の吸気系の上流に吸入空気流量を調整するために電子的に制御される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が設けられている。また、スロットルバルブ２の開度を検出するために、スロットル開度センサ３が設けられている。なお、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。
【００３１】
更に、スロットルバルブ２の上流には吸入空気流量を検出するエアフロセンサ４が設けられており、スロットルバルブ２の下流のエンジン１側には、サージタンク５内の圧力を検出するインマニ圧センサ６が設けられている。なお、エアフロセンサ４とインマニ圧センサ６に関しては、両方とも設けてもよいし、何れか一方のみに設けてもよい。
【００３２】
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には、吸気バルブの開閉タイミングあるいはリフト量を可変制御できる可変吸気バルブ機構７が取り付けられており、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。なお、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られてもよい。更に、エンジン１には、エンジン１のシリンダ内の混合気に点火するための点火コイル９および点火プラグ１０、エンジン回転数あるいはクランク角度を検出するためにクランク軸に設けられたプレートのエッジを検出するクランク角センサ１１、エンジン１のシリンダ内で発生する振動を振動データとして検出する振動データ検出部、即ち、ノックセンサ１２、排気ガスに含まれる気体の状態（以下、Ａ／Ｆと称する。）を検出するＡ／Ｆセンサ１３が設けられている。なお、ノックセンサ１２の代わりに、例えばシリンダ内の圧力波を振動データとして計測する筒内圧センサを設けてもよい。
【００３３】
図２は、エンジン制御部を概略的に示す構成図である。この図２において、エアフロセンサ４で検出された吸入空気流量、インマニ圧センサ６で検出されたインマニ圧、スロットル開度センサ３で検出されたスロットルバルブ２の開度、クランク角センサ１１より出力されるクランク軸に設けられたプレートのエッジに同期したパルス、ノックセンサ１２で検出された振動データ、およびＡ／Ｆセンサ１３で検出されたＡ／Ｆを示す各状態量は、電子制御装置（以下、ＥＣＵと称する。）１４に入力される。
【００３４】
また、前記以外の各種センサ４００からもＥＣＵ１４に検出値が入力され、さらに、他のコントローラ（例えば、自動変速機制御、ブレーキ制御、トラクション制御等の制御システム）５００からの信号もＥＣＵ１４に入力される。ＥＣＵ１４では、アクセル開度あるいはエンジン１の運転状態などを基にして目標スロットル開度が算出されてスロットルバルブ２を制御する。また、その時の運転状態に応じて、吸気バルブの開閉タイミングを可変制御する可変吸気バルブ機構７が制御され、目標空燃比を達成するようにインジェクタ８が駆動され、目標点火時期を達成するように点火コイル９への通電が行われる。なお、後述する方法でノックが検出された場合には、目標点火時期を遅角側に設定することによりノックの発生を抑制する制御も行われる。さらに、前記以外の各種アクチュエータ６００への指示値も算出される。
【００３５】
次に、図３を参照しながらＥＣＵ１４で行われるノック制御の概要について説明する。
図３はノック制御全体の構成を示すブロック図である。図３において、符号１２は、図１および図２で説明したノックセンサを示している。
ここで、ＥＣＵ１４内のノック制御部の構成について説明する。ＥＣＵ１４はマイクロコンピュータ１４Ａと各種Ｉ／Ｆ回路１４Ｂを備え、マイクロコンピュータ１４Ａは、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部、制御プログラムあるいは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。また、各種Ｉ／Ｆ回路１４Ｂにおけるノック制御用のＩ／Ｆ回路１５は、振動データの高周波成分を除去するためのローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと称する。）で構成されている。
【００３６】
マイクロコンピュータ１４ＡのＡ／Ｄ変換は、Ａ／Ｄ変換部１６により、一定の時間間隔（例えば、１０μｓあるいは２０μｓ等）毎に実行される。ＬＰＦ１５には、Ａ／Ｄ変換部１６で全振動データを取り込むために、例えば、２．５Ｖにバイアス（振動データの中心を２．５Ｖにする）しておく機能、および２．５Ｖを中心に０〜５Ｖの範囲に振動データが収まるように、振動データが小さい場合には２．５Ｖを中心に増幅し、大きい場合には２．５Ｖを中心に減少させるゲイン変換機能も含まれている。なお、Ａ／Ｄ変換部１６でのＡ／Ｄ変換は、常時実施するようにしておいて、ノック検出ウィンドウ（本実施の形態ではＡＴＤＣ（After Top Dead Center：上死点後）−１０°ＣＡからＡＴＤＣ８０°ＣＡとする）の振動データのみ、振動データ処理手段１７以降へ送るようにしても良いし、ノック検出ウィンドウのみＡ／Ｄ変換を行い、振動データ処理手段１７以降へ送るようにしても良い。
【００３７】
振動データ処理手段１７では、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、ＳＴＦＴあるいはＤＦＴにより、複数の固有周波数のスペクトル列が算出され、固有周波数のスペクトル列毎にピーク値を算出し、固有周波数毎のノック信号として出力する。なお、デジタル信号処理としては、ＩＩＲ（Infinite impulse response：無限インパルス応答）フィルタ、あるいはＦＩＲ（Finite impulse response：有限インパルス応答）フィルタを用いることで固有周波数の振動レベルを抽出するようにしてもよい。なお、振動データ処理手段１７の演算は、Ａ／Ｄ変換を実施しながら処理してもよいし、エンジン１の回転に同期した割込み処理にてまとめて実施しても良い。
【００３８】
そして、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、エアフロセンサ４、インマニ圧センサ６、クランク角センサ１１）の信号より検出された複数の運転状態値を用いて、運転状態判定手段１８にて後述する過渡補正係数Ｋ_ｔｒの算出と、運転状態の判定を実施し、その結果をフィルタ係数算出手段１９、ノック判定閾値下限値／上限値算出手段２０へ送る。なお、運転状態判定手段１８における過渡補正係数Ｋ_ｔｒの算出からノック判定閾値下限値／上限値算出手段２０におけるノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰおよび上限値ＭＡＸＣＬＰの算出までのフローは後述する。
【００３９】
ノック信号処理手段２１では、ノック判定閾値ＶＴＨの算出にて使用するノック信号のＢＧＬであるＶＢＧＬと標準偏差ＶＳＧＭを算出する。ノック信号のＢＧＬであるＶＢＧＬ、および標準偏差ＶＳＧＭは、複数の固有周波数の各々で下記式（１）から（３）を用いて算出する。まず、サイクルごとに算出されたノック信号に対するフィルタ処理を行い平均化する。
【００４０】
【数１】
2019138230.tif 000003
【００４１】
次に下記式（２）、（３）にて分散ＶＶ及び標準偏差ＶＳＧＭを算出する。
【数２】
2019138230.tif 000004
【００４２】
ノック判定閾値算出手段２２では、下記式（４）にてノック判定閾値ＶＴＨを算出する。
【００４３】
【数３】
2019138230.tif 000005
【００４４】
なお、第１フィルタ係数Ｋ１、第２フィルタ係数Ｋ２は、式（１）の実施より前にフィルタ係数算出手段１９にて算出されるものであり、フィルタ係数算出手段１９については後述する。また、ノック判定閾値の下限値および上限値の気筒間比率（＃＊）Ｋｒａｔ_＊はノック判定閾値算出手段２２内にあるノック判定閾値制限手段２３で算出されるものであり、本実施の形態のように４気筒エンジンであれば、各気筒に対応するＫｒａｔ_１、Ｋｒａｔ_２、Ｋｒａｔ_３、Ｋｒａｔ_４の値を持ち、ノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰおよび上限値ＭＡＸＣＬＰの気筒間補正に使用される。ノック判定閾値制限手段２３については後述する。また、本実施の形態では式（４）に示すように、ノック信号の上側分布幅に相当する箇所に下限値および上限値を適用しているが、ノック判定閾値ＶＴＨ自体に下限値および上限値を適用する構成にしてもよい。
【００４５】
ノック判定手段２４では、ノック信号ＶＰとノック判定閾値ＶＴＨを比較して下記式（５）によりノックの発生有無を判定し、ノック強度に応じた信号を出力する。
【００４６】
【数４】
2019138230.tif 000006
【００４７】
ノック抑制手段２５では、ノック判定手段２４のノック判定結果から下記式（６）により、１点火毎のノック強度に応じた点火遅角量を算出する。
ΔθＲ（ｎ）＝ｍａｘ{−ＶＫ（ｎ）×Ｋｇ（ｎ）,θｍｉｎ}・・・（６）
ここで、ΔθＲ（ｎ）：１点火毎点火遅角量、Ｋｇ（ｎ）：点火遅角量反映係数、
θｍｉｎ：最大点火遅角量を示す。
【００４８】
なお、ΔθＲ（ｎ）＜０の場合はΔθＲ（ｎ）に応じて点火時期を遅角し、ΔθＲ（ｎ）＝０の場合は所定分だけ点火を進角側に復帰させる。
【００４９】
以上において、Ａ／Ｄ変換部１６、振動データ処理手段１７、運転状態判定手段１８、フィルタ係数算出手段１９、ノック判定閾値下限値／上限値算出手段２０、ノック信号処理手段２１、ノック判定閾値算出手段２２、ノック判定閾値制限手段２３、ノック判定手段２４、およびノック抑制手段２５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、点火時期を遅角することによるノックの抑制といったノック制御を実現する処理方法について説明した。なお、ノックを抑制させる手段としては、点火時期を遅角すること以外に、他の手段、例えば空燃比をリッチな状態にしたり、吸入空気温度を下げるなどの方法がある。
【００５０】
次に、運転状態判定手段１８、フィルタ係数算出手段１９、ノック判定閾値下限値／上限値算出手段２０、ノック判定閾値制限手段２３について詳細に説明する。
【００５１】
まず、図４から図６を参照しながら、運転状態判定手段１８、ノック判定閾値下限値／上限値算出手段２０について説明する。図４は、運転状態判定手段１８における過渡補正係数Ｋ_ｔｒの算出からノック判定閾値下限値／上限値算出手段２０におけるノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰおよび上限値ＭＡＸＣＬＰの算出までのフローチャートで、運転状態値の算出（ステップＳ１０１）、過渡補正係数の算出（ステップＳ１０２）、ノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰの算出（ステップＳ１０３）、ノック判定閾値の上限値ＭＡＸＣＬＰの算出（ステップＳ１０４）で構成される。なお、図４のステップＳ１０３、ステップＳ１０４については、ノック検出に用いる複数の周波数に対して各々実施する。以下、ステップＳ１０１から順に説明する。
【００５２】
まず、ステップＳ１０１において、各センサ３、４、６、１１の出力値から今回サイクルのエンジン回転数ＮＥ（ｎ）、充填効率ＥＣ（ｎ）、スロットル開度ＴＰ（ｎ）を算出し、ステップＳ１０２に進む。
【００５３】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で算出したエンジン回転数ＮＥ、充填効率ＥＣ、スロットル開度ＴＰから過渡補正係数Ｋ_ｔｒを算出する。本実施の形態では、前回サイクル値との偏差｜ΔＮＥ（ｎ）｜（＝ＮＥ（ｎ）−ＮＥ（ｎ−１）の絶対値）、｜ΔＥＣ（ｎ）｜（＝ＥＣ（ｎ）−ＥＣ（ｎ−１）の絶対値）、｜ΔＴＰ（ｎ）｜（＝ＴＰ（ｎ）−ＴＰ（ｎ−１）の絶対値）と各偏差基準値から、下記式（７）にて算出する。
【００５４】
【数５】
2019138230.tif 000007
【００５５】
ステップＳ１０２で過渡補正係数Ｋ_ｔｒ（ｎ）を算出し、過渡補正係数Ｋ_ｔｒ（ｎ）をフィルタ係数算出手段１９へ送信した後にステップＳ１０３に進む。
【００５６】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で算出したエンジン回転数ＮＥ（ｎ）とノック判定閾値の下限値テーブルからノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰを算出し、ノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰをフィルタ係数算出手段１９とノック判定閾値算出手段２２に送信して、ステップＳ１０４に進む。
【００５７】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０１で算出したエンジン回転数ＮＥ（ｎ）とノック判定閾値の上限値テーブルからノック判定閾値の上限値ＭＡＸＣＬＰを算出し、ノック判定閾値の上限値ＭＡＸＣＬＰをフィルタ係数算出手段１９とノック判定閾値算出手段２２に送信して本フローを終了する。
【００５８】
次に、図５を用いてエンジン回転数とノック判定閾値の下限値および上限値の関係について、また、図６、図７を用いてノック判定閾値の下限値テーブルおよび上限値テーブルについて説明する。
図５は、エンジン回転数とノック判定閾値の下限値および上限値の関係を示すイメージ図であり、横軸はエンジン回転数、縦軸はノック判定閾値の下限値および上限値である。図５において太線αはノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰ、長破線βはノック判定閾値の上限値ＭＡＸＣＬＰを示している。
【００５９】
ノック信号のＢＧＬおよび上側分布幅は、エンジン回転数が高くなるにつれて大きくなることから、図５の太線α、長破線βで示すように、ノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰおよび上限値ＭＡＸＣＬＰはエンジン回転数が高くなるにつれて大きく設定する。なお、ノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰおよび上限値ＭＡＸＣＬＰの設定は、エンジン制御定数を適合する際の標準条件の実機試験データを用いて、ノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰは主にノック未発生データの各気筒の上側分布幅の気筒間平均値に基づいて、また、ノック判定閾値の上限値ＭＡＸＣＬＰは主にノック多発データの上側分布幅の気筒間平均値に基づいて設定する。
【００６０】
図６のノック判定閾値の下限値テーブルおよび図７のノック判定閾値の上限値テーブルは、ＥＣＵ１４のＲＯＭ領域に書き込まれるものであり、エンジン回転数をパラメータとし、図６のテーブルには図５の太線αで示したノック判定閾値の下限値、図７のテーブルには図５の長破線βで示したノック判定閾値の上限値が設定されている。図６、図７において、エンジン回転数は５００[ｒ／ｍｉｎ]刻みとしているが、本制御を実施する機種に応じて刻みを変更してもよい。このノック判定閾値の下限値テーブルおよび上限値テーブルに、図５で説明したノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰおよびノック判定閾値の上限値ＭＡＸＣＬＰを設定しておき、図４のステップＳ１０３にて、今回サイクルのエンジン回転数ＮＥ（ｎ）と、ノック判定閾値の下限値テーブルからノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰを算出し、図４のステップＳ１０４にて、今回サイクルのエンジン回転数ＮＥ（ｎ）と、ノック判定閾値の上限値テーブルからノック判定閾値の上限値ＭＡＸＣＬＰを算出する。なお、本実施の形態では負荷方向のノック判定閾値の下限値および上限値について言及していないが、より精度よくノック判定閾値の下限値および上限値を設定するために、図６、図７のノック判定閾値の下限値テーブルおよび上限値テーブルに負荷軸を追加したマップを設けるようにしてもよい。
【００６１】
次に、フィルタ係数算出手段１９での処理について説明する。図８は、前記式（１）にて使用する第１フィルタ係数Ｋ１（ｎ）を算出するフローチャートであり、ノック判定閾値ＶＴＨ’の算出（ステップＳ２０１）、ノック判定（ステップＳ２０２）、定常状態でのフィルタ係数の算出（ステップＳ２０３、２０４）、運転状態判定（ステップＳ２０５）と、第１フィルタ係数Ｋ１の算出（ステップＳ２０６、２０７）で構成される。なお、図８のフローチャートについては、ノック検出に用いる複数の周波数に対して各々実施する。以下、ステップＳ２０１から順に説明する。
【００６２】
まず、ステップＳ２０１において、下記式（８）により、ノック判定閾値ＶＴＨ’を算出する。
【００６３】
【数６】
2019138230.tif 000008
【００６４】
なお、式（４）で示したノック判定閾値ＶＴＨと似た式ではあるが、ノック信号のＢＧＬであるＶＢＧＬと標準偏差ＶＳＧＭが前回サイクルの値を使用している点が異なる。これは、式（４）でノック判定閾値ＶＴＨを算出する前に、第１フィルタ係数Ｋ１を算出するためである。なお、ノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰおよび上限値ＭＡＸＣＬＰは前記サイクルではなく今回サイクルの値を使用しているが、これは、前回サイクルにて定常状態で今回サイクルにて過渡状態と判定するようなケースにおいて、遅れなくノック判定閾値の下限値ＭＩＮＣＬＰおよび上限値ＭＡＸＣＬＰを適用するためである。ノック判定閾値ＶＴＨ’（ｎ）を算出したあとにステップＳ２０２に進む。
【００６５】
ステップＳ２０２では、ノック判定閾値ＶＴＨ’（ｎ）とノック信号ＶＰ（ｎ）を比較して、ＶＰ（ｎ）＞ＶＴＨ’（ｎ）ならばノック発生によりノック信号ＶＰ（ｎ）が大きいと判定してステップＳ２０３に進み、そうでない場合は、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０３に進んだ場合は定常状態でのフィルタ係数Ｋ１_ｓ（ｎ）にＫ１_ｋを入力、ステップＳ２０４に進んだ場合はＫ１_ｓ（ｎ）にＫ１_ｎを入力して、ステップＳ２０５に進む。なお、Ｋ１_ｋをＫ１_ｎよりも大きな値に設定することで、ノック発生によるノック信号ＶＰ（ｎ）の増加で不要にノック信号のＢＧＬであるＶＢＧＬ、標準偏差ＶＳＧＭが上昇しないようにする。
【００６６】
ステップＳ２０５では、過渡補正係数Ｋ_ｔｒ（ｎ）と所定値ＴＲを比較して、Ｋ_ｔｒ（ｎ）≧ＴＲならば過渡状態と判定してステップＳ２０６に進み、そうでなければ定常状態と判定して２０７に進む。
【００６７】
ステップＳ２０６に進んだ場合は、過渡状態でのフィルタ係数Ｋ１_ｔｒと定常状態でのフィルタ係数Ｋ１_ｓ（ｎ）を過渡補正係数Ｋ_ｔｒ（ｎ）で補間することで第１フィルタ係数Ｋ１（ｎ）を算出し、このフローを終了する。
具体的には、下記式（９）にて第１フィルタ係数Ｋ１（ｎ）を算出する。
Ｋ１（ｎ）＝Ｋ_ｔｒ（ｎ）×Ｋ１_ｔｒ＋（１−Ｋ_ｔｒ（ｎ））×Ｋ１_ｓ（ｎ）・・・（９）
【００６８】
なお、過渡状態でのフィルタ係数Ｋ１_ｔｒは、ステップＳ２０４のＫ１_ｎよりも小さい値に設定することで、ノック信号のＢＧＬであるＶＢＧＬ、標準偏差ＶＳＧＭに反映させるノック信号の割合を増大させて過渡状態での追従性を向上させる。
【００６９】
ステップＳ２０７に進んだ場合は、定常状態でのフィルタ係数Ｋ１_ｓ（ｎ）を第１フィルタ係数Ｋ１（ｎ）に設定してこのフローを終了する。なお、前記式（２）で用いる第２フィルタ係数Ｋ２（ｎ）も同様の方法にて算出することができる。
【００７０】
次に、ノック判定閾値制限手段２３での処理について説明する。図９は、前記式（４）および式（８）にて使用するノック判定閾値の下限値および上限値の気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４を算出するフローチャートで、気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４の算出で使用するＢＧＬの更新（ステップＳ３０１）、運転状態判定（ステップＳ３０２）、気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４の更新可否判定（ステップＳ３０３〜３０５）、ＢＧＬの気筒間平均値の算出（ステップＳ３０６）、気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４の算出（ステップＳ３０７）で構成される。なお、図９のフローチャートについては、ノック検出に用いる複数の周波数に対して各々実施する。以下、ステップＳ３０１から順に説明する。
【００７１】
まず、ステップＳ３０１において、ノック信号処理手段２１で算出されたＶＢＧＬ（ｎ）と、その気筒番号＊から、気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４の算出で使用するＢＧＬの更新を行う。
具体的には、気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４の算出で使用するＢＧＬとして、ＢＧＬ_１、ＢＧＬ_２、ＢＧＬ_３、ＢＧＬ_４を持ち、例えば気筒番号＊が１ならばＢＧＬ_１＝ＶＢＧＬ（ｎ）、気筒番号＊が２ならばＢＧＬ_２＝ＶＢＧＬ（ｎ）という形で、気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４の算出で使用するＢＧＬの更新を行い、ステップＳ３０２に進む。
【００７２】
ステップＳ３０２では、過渡補正係数Ｋ_ｔｒ（ｎ）と所定値ＴＲを比較して、Ｋ_ｔｒ（ｎ）＜ＴＲならば定常状態と判定してステップＳ３０３に進み、そうでなければ過渡状態と判定してステップＳ３０４に進む。なお、ステップＳ３０２は、図８のステップＳ２０５と同様の処理であるので、ステップＳ２０５の結果を以って過渡状態、定常状態を判定すればよい。
【００７３】
ステップＳ３０３に進んだ場合は、下記式（１０）にてＣＮＴｒａｔをカウントアップして、ステップＳ３０５に進む。ＣＮＴｒａｔは０から総気筒数の値をとり、本実施の形態では４気筒エンジンなので、ＣＮＴｒａｔは０〜４となる。
ＣＮＴｒａｔ＝ｍｉｎ｛ＣＮＴｒａｔ＋１，４｝・・・（１０）
【００７４】
ステップＳ３０５では、ＣＮＴｒａｔの値から気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４の更新可否判定を行う。気筒間比率Ｋｒａｔ_１〜Ｋｒａｔ_４は、ノックセンサ１２までの振動の伝達感度の気筒間差、あるいはエンジン１およびノックセンサ１２の機差バラツキあるいは経年変化を補正するために、各気筒のＢＧＬに基づいて算出されるものである。よって過渡変化によるＢＧＬの変化は誤算出の要因となるため、定常状態で連続してＢＧＬ_１からＢＧＬ_４が更新された場合に気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４の更新を実施する。
具体的には、ＣＮＴｒａｔ＝４ならば気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４の更新を行うためステップＳ３０６に進み、ＣＮＴｒａｔ≠４ならば気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４の更新を行わずこのフローを終了する。
【００７５】
なお、前記ステップＳ３０２からステップＳ３０４に進んだ場合は、過渡状態と判定したのでＣＮＴｒａｔを零にリセットしてこのフローを終了する。
【００７６】
ステップＳ３０６に進んだ場合は、下記式（１１）にてＢＧＬ_１からＢＧＬ_４の気筒間平均値を算出し、ステップＳ３０７に進む。
【００７７】
【数７】
2019138230.tif 000009
【００７８】
ステップＳ３０７では、ノック判定閾値の下限値および上限値の気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４を算出してこのフローを終了する。具体的には、＃１に対して気筒間比率Ｋｒａｔ_１は下記式（１２）にて算出する。
【００７９】
【数８】
2019138230.tif 000010
【００８０】
＃２から＃４についても前記式（１２）と同様に算出する。ここで、前記式（１２）において、気筒間比率Ｋｒａｔ_１を、Ｋｒａｔ_ｍｉｎ_１とＫｒａｔ_ｍａｘ_１で制限する理由について説明する。
前記図１５から図１７ではノック信号のＢＧＬは、＃２、＃３が大きく、＃１、＃４が小さいので、気筒間比率はＫｒａｔ_２、Ｋｒａｔ_３が大きく、Ｋｒａｔ_１、Ｋｒａｔ_４が小さくなる特性である。しかし、前記式（１２）でＫｒａｔ_ｍｉｎ_１、Ｋｒａｔ_ｍａｘ_１による制限が無い場合に、例えばノック発生の気筒間差が大きくて＃１のみ図１７の状態で、＃２から＃４は図１５の状態となると、＃１のＢＧＬが他気筒よりも大きいので気筒間比率Ｋｒａｔ_１がＫｒａｔ_２、Ｋｒａｔ_３、Ｋｒａｔ_４よりも大きくなって前記特性と異なる値となる課題がある。そこで、前記式（１２）において、気筒間比率Ｋｒａｔ_１をＫｒａｔ_ｍｉｎ_１とＫｒａｔ_ｍａｘ_１で制限することで、気筒間比率Ｋｒａｔ_１が前記特性と異なる値となるのを回避する。また、気筒間比率最小制限値および気筒間比率最大制限値の設定については、前記図１５から図１７のようにノック信号のＢＧＬは＃２、＃３が大きく、＃１、＃４が小さい特性である場合は、＃２と＃３の気筒間比率最小制限値および気筒間比率最大制限値は大きく、＃１と＃４の気筒間比率最小制限値および気筒間比率最大制限値は小さく設定する。
【００８１】
なお、本実施の形態ではノック信号のＢＧＬに基づいてノック判定閾値の下限値および上限値の気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４を算出しているが、ノック信号の標準偏差ＶＳＧＭに基づいて気筒間比率Ｋｒａｔ_１からＫｒａｔ_４を算出するようにしてもよく、例えばノック判定閾値の下限値の気筒間比率はノック信号のＢＧＬに基づいて算出し、ノック判定閾値の上限値の気筒間比率はノック信号の標準偏差ＶＳＧＭに基づいて算出するようにしてもよい。
【００８２】
以上、実施の形態１に係る内燃機関の制御装置について説明したが、次に、図１０から図１４を用いて、その効果について説明する。
図１０から図１２は、実施の形態１に係る所定の定常状態における各気筒のノック信号の頻度分布を示すイメージ図で、グラフ軸等は従来技術で説明した図１５から図１７と同様である。従来技術の図１５から図１７では、ノック判定閾値の下限値および上限値がそれぞれ気筒によらず同じ値であるために、ノック信号のＢＧＬあるいは上側分布幅の気筒間差に対して適切なノック判定閾値の下限値および上限値が適用されず、ノックの誤検出あるいは検出漏れの課題があったが、実施の形態１に係る図１０から図１２では、ノック信号のＢＧＬあるいは上側分布幅の気筒間差に対して適切なノック判定閾値の下限値および上限値が適用できる効果が得られる。
【００８３】
図１３は、実施の形態１に係るノックセンサ１２までの振動の伝達感度が他気筒よりも低い気筒の定常状態→過渡状態→定常状態を概略的に示すタイムチャートで、グラフ軸等は従来技術で説明した図１８と同様である。図１８では、ノック判定閾値の下限値が大きすぎることでノックを検出できない課題があったが、図１３では適切なノック判定閾値の下限値が適用されてノックを検出できる効果が得られる。なお、図１３の中段に示す一点鎖線は、図１８で説明した従来技術によるノック判定閾値を示している。
【００８４】
また、図１４は、実施の形態１に係るノックセンサ１２までの振動の伝達感度が他気筒よりも高い気筒の定常状態→過渡状態→定常状態を概略的に示すタイムチャートで、グラフ軸等は従来技術で説明した図１９と同様である。図１９では、ノック判定閾値の下限値が小さすぎることで過渡時にノックを誤検出する課題があったが、図１４では適切なノック判定閾値の下限値が適用されて過渡時にノックを誤検出しない効果が得られる。なお、図１３の中段に示す一点鎖線は、図１９で説明した従来技術によるノック判定閾値を示している。
【００８５】
以上説明したように、実施の形態１に係る内燃機関の制御装置は、気筒毎のノック信号のＢＧＬあるいは標準偏差ＶＳＧＭを用いた値に基づいて、気筒毎に、ノック判定閾値の下限値および上限値を補正する。
このようにすることで、ノックセンサ１２までの振動の伝達感度の気筒間差、あるいはエンジンおよびノックセンサ１２の機差バラツキあるいは経年変化などに対して、適合工数あるいはＥＣＵのメモリ容量を増大させることなく、適切なノック判定閾値の下限値および上限値を適用でき、ノックの誤検出あるいは検出漏れを回避できる効果が得られる。
【００８６】
また、気筒毎のノック信号のＢＧＬあるいは標準偏差ＶＳＧＭを、ノック信号のＢＧＬあるいは標準偏差ＶＳＧＭの気筒間平均値で除算して算出される気筒間比率を用いて、気筒毎に、ノック判定閾値の下限値および上限値を補正する。
このようにすることで、ノック判定閾値の下限値および上限値の気筒間補正を簡易に実施できる効果が得られる。
【００８７】
また、気筒間比率を、気筒間比率最小制限値および気筒間比率最大制限値で制限する。
このようにすることで、例えばノック発生の気筒間差などによって、特定の気筒のノック信号のＢＧＬあるいは標準偏差ＶＳＧＭが顕著に大きくなっても、気筒間比率がノックセンサ１２までの振動の伝達感度の気筒間差、あるいはエンジンおよびノックセンサ１２の機差バラツキあるいは経年変化などで設定され得る範囲内に制限できる効果が得られる。
【００８８】
また、気筒間比率最小制限値および気筒間比率最大制限値を、気筒毎に設定する。
このようにすることで、気筒間比率の設定され得る範囲が気筒毎に異なることに対して、適切に気筒間比率を設定できる効果が得られる。
【００８９】
また、ノックセンサ１２までの振動の伝達感度が他気筒よりも高い気筒ほど、気筒間比率最小制限値および気筒間比率最大制限値を大きく設定し、ノックセンサ１２までの振動の伝達感度が他気筒よりも低い気筒ほど、気筒間比率最小制限値および気筒間比率最大制限値を小さく設定する。
このようにすることで、ノックセンサ１２までの振動の伝達感度が他気筒よりも高い気筒では気筒間比率の設定され得る範囲が高く、ノックセンサ１２までの振動の伝達感度が他気筒よりも低い気筒では気筒間比率の設定され得る範囲が低いことに対して、適切に気筒間比率を設定できる効果が得られる。
【００９０】
以上、実施の形態１に係る内燃機関の制御装置について説明したが、この実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００９１】
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  Ａ／Ｆセンサ、１４  ＥＣＵ、４００  各種センサ、５００  他のコントローラ、６００  各種アクチュエータ、１４Ａ  マイクロコンピュータ、１４Ｂ  各種Ｉ／Ｆ回路、１５  Ｉ／Ｆ回路（ＬＰＦ）、１６  Ａ／Ｄ変換部、１７  振動データ処理手段、１８  運転状態判定手段、１９  フィルタ係数算出手段、２０  ノック判定閾値下限値／上限値算出手段、２１  ノック信号処理手段、２２  ノック判定閾値算出手段、２３  ノック判定閾値制限手段、２４  ノック判定手段、２５  ノック抑制手段。
【図１】
2019138230.tif 000011
【図２】
2019138230.tif 000012
【図３】
2019138230.tif 000013
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019138230.tif 000017
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019138230.tif 000020
【図１１】
2019138230.tif 000021
【図１２】
2019138230.tif 000022
【図１３】
2019138230.tif 000023
【図１４】
2019138230.tif 000024
【図１５】
2019138230.tif 000025
【図１６】
2019138230.tif 000026
【図１７】
2019138230.tif 000027
【図１８】
2019138230.tif 000028
【図１９】
2019138230.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月14日(2018.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのシリンダ内で発生する振動または圧力波を振動データとして検出する振動データ検出手段と、前記振動データが入力される電子制御装置と、を備えると共に、
前記電子制御装置は、
前記振動データからノックの振動成分を抽出してノック信号とする振動データ処理手段と、
前記ノック信号を処理することにより気筒毎にバックグランドレベルと標準偏差の少なくとも一つを算出するノック信号処理手段と、
前記バックグランドレベルと前記標準偏差の少なくとも一つを用いてノック判定閾値を算出するノック判定閾値算出手段と、
前記ノック判定閾値の下限値と前記ノック判定閾値の上限値の少なくとも一つを用いて前記ノック判定閾値を制限するノック判定閾値制限手段と、
前記ノック信号と前記ノック判定閾値制限手段で制限された前記ノック判定閾値とを比較して前記ノックの発生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、前記ノックを抑制するノック抑制手段と、を備えた内燃機関の制御装置において、
気筒毎の前記バックグランドレベルと前記標準偏差の少なくとも一つを用いた補正関連値に基づいて、気筒毎に、前記ノック判定閾値の下限値と前記ノック判定閾値の上限値の少なくとも一つを補正すると共に、前記補正関連値を前記補正関連値の気筒間平均値で除算して算出される気筒間比率を用いて、気筒毎に、前記ノック判定閾値の下限値と前記ノック判定閾値の上限値の少なくとも一つを補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記気筒間比率を、気筒間比率最小制限値および気筒間比率最大制限値で制限することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記気筒間比率最小制限値および前記気筒間比率最大制限値を、気筒毎に設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記振動データ検出手段までの振動の伝達感度が他気筒よりも高い気筒ほど、前記気筒間比率最小制限値および前記気筒間比率最大制限値を大きく設定し、
前記振動データ検出手段までの振動の伝達感度が他気筒よりも低い気筒ほど、前記気筒間比率最小制限値および前記気筒間比率最大制限値を小さく設定することを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本願に開示される内燃機関の制御装置は、エンジンのシリンダ内で発生する振動または圧力波を振動データとして検出する振動データ検出手段と、前記振動データが入力される電子制御装置と、を備えると共に、
前記電子制御装置は、
前記振動データからノックの振動成分を抽出してノック信号とする振動データ処理手段と、前記ノック信号を処理することにより気筒毎にバックグランドレベルと標準偏差の少なくとも一つを算出するノック信号処理手段と、前記バックグランドレベルと前記標準偏差の少なくとも一つを用いてノック判定閾値を算出するノック判定閾値算出手段と、前記ノック判定閾値の下限値と前記ノック判定閾値の上限値の少なくとも一つを用いて前記ノック判定閾値を制限するノック判定閾値制限手段と、前記ノック信号と前記ノック判定閾値制限手段で制限された前記ノック判定閾値とを比較して前記ノックの発生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、前記ノックを抑制するノック抑制手段と、を備えた内燃機関の制御装置において、
気筒毎の前記バックグランドレベルと前記標準偏差の少なくとも一つを用いた補正関連値に基づいて、気筒毎に、前記ノック判定閾値の下限値と前記ノック判定閾値の上限値の少なくとも一つを補正すると共に、前記補正関連値を前記補正関連値の気筒間平均値で除算して算出される気筒間比率を用いて、気筒毎に、前記ノック判定閾値の下限値と前記ノック判定閾値の上限値の少なくとも一つを補正することを特徴とする。