(57)【要約】【課題】ノッキングが発生したか否かを精度よく判定する。【解決手段】エンジンＥＣＵは、振動の強度をクランク角で５度ごとに積算した積算値を算出することにより検出される振動波形における各積算値を、ノッキングによる振動の強度の基準として定められるしきい値Ｖ（Ｊ）に係数Ｚを乗じて算出される演算値Ｖ（Ｋ）で除算し、強度を０〜１の無次元数で表わすように正規化するステップ（Ｓ１１０）と、振動波形において積算値が最大になるタイミングと、ノッキングが発生した場合の振動波形のモデルとして定められ、強度が０〜１の無次元数で表わされるノック波形モデルにおいて強度が最大になるタイミングとを一致させて、振動波形とノック波形モデルとの偏差に関する値である相関係数Ｋを算出するステップ（Ｓ１３０）とを含む、プログラムを実行する。相関係数Ｋを用いてノッキングが発生したか否かが判定される。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のノッキング判定装置であって、
前記内燃機関の振動の強度を検出するための手段と、
クランク角についての予め定められた間隔における前記内燃機関の振動の波形を検出するための手段と、
ノッキングによる振動の強度の基準として定められるしきい値に対応して強度が定められ、前記内燃機関の振動の波形の基準として定められる波形モデルおよび前記検出された波形を比較した結果に基づいて、ノッキングが発生したか否かを判定するための判定手段とを含む、内燃機関のノッキング判定装置。
【請求項２】
前記波形モデルにおける強度は、前記内燃機関の運転状態に応じて定められる係数を前記しきい値に乗じて算出される演算値に対応して定められる、請求項１に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
【請求項３】
前記波形モデルにおける強度は、前記波形モデルにおける強度の最大値が前記演算値と同じになるように定められる、請求項２に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
【請求項４】
前記波形モデルにおける強度は、前記検出された強度が前記しきい値より小さい場合、前記波形モデルにおける強度の最大値が前記演算値と同じになるように定められ、前記検出された強度が前記しきい値以上である場合、前記波形モデルにおける強度の最大値が前記検出された波形における強度の最大値と同じになるように定められる、請求項３に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
【請求項５】
前記波形モデルにおける強度は、前記波形モデルにおける強度の最大値および前記検出された波形における強度の最大値の比が、前記しきい値および前記検出された強度の最大値の比と同じになるように定められる、請求項１に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記検出された波形および前記波形モデルを比較した結果に加えて、前記検出された強度および前記しきい値を比較した結果に基づいて、ノッキングが発生したか否かを判定するための手段を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のノッキング判定装置。
【請求項７】
内燃機関のノッキング判定方法であって、
前記内燃機関の振動の強度を検出するステップと、
クランク角についての予め定められた間隔における前記内燃機関の振動の波形を検出するステップと、
ノッキングによる振動の強度の基準として定められるしきい値に対応して強度が定められ、前記内燃機関の振動の波形の基準として定められる波形モデルおよび前記検出された波形を比較した結果に基づいて、ノッキングが発生したか否かを判定するステップとを含む、内燃機関のノッキング判定方法。
【請求項８】
前記波形モデルにおける強度は、前記内燃機関の運転状態に応じて定められる係数を前記しきい値に乗じて算出される演算値に対応して定められる、請求項７に記載の内燃機関のノッキング判定方法。
【請求項９】
前記波形モデルにおける強度は、前記波形モデルにおける強度の最大値が前記演算値と同じになるように定められる、請求項８に記載の内燃機関のノッキング判定方法。
【請求項１０】
前記波形モデルにおける強度は、前記検出された強度が前記しきい値より小さい場合、前記波形モデルにおける強度の最大値が前記演算値と同じになるように定められ、前記検出された強度が前記しきい値以上である場合、前記波形モデルにおける強度の最大値が前記検出された波形における強度の最大値と同じになるように定められる、請求項９に記載の内燃機関のノッキング判定方法。
【請求項１１】
前記波形モデルにおける強度は、前記波形モデルにおける強度の最大値および前記検出された波形における強度の最大値の比が、前記しきい値および前記検出された強度の最大値の比と同じになるように定められる、請求項７に記載の内燃機関のノッキング判定方法。
【請求項１２】
ノッキングが発生したか否かを判定するステップは、前記検出された波形および前記波形モデルを比較した結果に加えて、前記検出された強度および前記しきい値を比較した結果に基づいて、ノッキングが発生したか否かを判定するステップを含む、請求項７〜１１のいずれかに記載の内燃機関のノッキング判定方法。
【請求項１３】
請求項７〜１２に記載のノッキング判定方法をコンピュータに実現させるプログラム。
【請求項１４】
請求項７〜１２に記載のノッキング判定方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のノッキング判定装置、判定方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体に関し、特に、内燃機関の振動の波形に基づいてノッキングが発生したか否かを判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関において発生するノッキング（ノック）を検出する様々な方法が提案されている。たとえば、内燃機関の振動の強度が高いとノッキングが発生したと判定する技術がある。ところが、ノッキングが発生していなくても、たとえば吸気バルブや排気バルブが閉じる際に発生する振動などが発生し得る。この場合、ノッキングが発生していないにもかかわらず、ノッキングが発生したと誤判定し得る。そこで、振動が発生するクランク角や減衰率など、強度以外の特性も考慮するために振動の波形に基づいてノッキングの有無を判定する技術が提案されている。
【０００３】
特開２００１−２２７４００号公報（特許文献１）は、ノッキングの発生の有無を正確に判定することができる内燃機関用ノック制御装置を開示する。特許文献１に記載の内燃機関用ノック制御装置は、内燃機関で発生する振動波形信号を検出する信号検出部と、信号検出部で検出された振動波形信号が所定値以上となる期間を発生期間として検出する発生期間検出部と、発生期間検出部で検出された発生期間におけるピーク値を検出するピーク値検出部と、発生期間とピーク値との関係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判定部と、ノック判定部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制御部とを含む。ノック判定部は、ピーク値と発生期間との比が所定範囲内にあるときにはノック発生有りと判定する。
【０００４】
この公報に記載のノック制御装置によれば、内燃機関で発生される振動波形信号が信号検出部で検出され、その振動波形信号が所定値以上に大きくなる発生期間とそのピーク値とが発生期間検出部及びピーク値検出部でそれぞれ検出される。ピーク値と発生期間との比が所定範囲内にあるとき、即ち、振動波形信号の所定長さの発生期間に対してピーク値が大きな波形形状であるときには、ノック発生時に特有のものであると認識される。これにより、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。
【特許文献１】特開２００１−２２７４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開２００１−２２７４００号公報に記載のノック制御装置のように、ピーク値と発生期間との比が所定範囲内にあるときにノッキングが発生したと判定するようにした場合、振動のピーク値がノッキング時の振動のピーク値ほど大きくなくても、発生期間が短いとノッキングが発生したと判定され得る。そのため、ノッキングが発生していなくても、ノッキングが発生したと誤判定し得る。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ノッキングが発生したか否かを精度よく判定することができる内燃機関のノッキング判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置は、内燃機関の振動の強度を検出するための手段と、クランク角についての予め定められた間隔における内燃機関の振動の波形を検出するための手段と、ノッキングによる振動の強度の基準として定められるしきい値に対応して強度が定められ、内燃機関の振動の波形の基準として定められる波形モデルおよび検出された波形を比較した結果に基づいて、ノッキングが発生したか否かを判定するための判定手段とを含む。第７の発明に係る内燃機関のノッキング判定方法は、第１の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置と同様の要件を備える。
【０００８】
第１または７の発明によると、内燃機関の振動の強度およびクランク角についての予め定められた間隔における内燃機関の振動の波形が検出される。内燃機関の振動の波形の基準として定められる波形モデルおよび検出された波形を比較した結果に基づいて、ノッキングが発生したか否かが判定される。これにより、しきい値、すなわちノッキングによる振動の強度に相当した強度を有する波形モデルを基準にして、ノッキングが発生したか否かを判定することができる。そのため、検出された波形における強度がノッキングによる振動の強度ほど大きくはない場合には、波形モデルとの差異が大きくなり、ノッキングが発生していない場合にノッキングが発生したと誤判定することを抑制することができる。その結果、ノッキングが発生したか否かを精度よく判定することができる内燃機関のノッキング判定装置またはノッキング判定方法を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置においては、第１の発明の構成に加え、波形モデルにおける強度は、内燃機関の運転状態に応じて定められる係数をしきい値に乗じて算出される演算値に対応して定められる。第８の発明に係る内燃機関のノッキング判定方法は、第２の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置と同様の要件を備える。
【００１０】
第２または８の発明によると、波形モデルにおける強度は、内燃機関の運転状態に応じて定められる係数をしきい値に乗じて算出される演算値に対応して定められる。これにより、運転状態に応じた強度を有する波形モデルを基準にして、ノッキングが発生したか否かを判定することができる。そのため、ノッキングによる振動の強度が小さい運転状態において波形モデルの強度が検出された波形の強度に対して必要以上に大きくなったり、ノッキングによる振動の強度が大きい運転状態において波形モデルの強度が検出された波形の強度に対して必要以上に小さくなったりすることを抑制することができる。その結果、ノッキングが発生したか否かを精度よく判定することができる。
【００１１】
第３の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置においては、第２の発明の構成に加え、波形モデルにおける強度は、波形モデルにおける強度の最大値が演算値と同じになるように定められる。第９の発明に係る内燃機関のノッキング判定方法は、第３の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置と同様の要件を備える。
【００１２】
第３または９の発明によると、波形モデルにおける強度は、波形モデルにおける強度の最大値が演算値と同じになるように定められる。これにより、波形モデルの強度が検出された波形の強度に対して必要以上に大きくなることを抑制することができる。
【００１３】
第４の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置においては、第３の発明の構成に加え、波形モデルにおける強度は、検出された強度がしきい値より小さい場合、波形モデルにおける強度の最大値が演算値と同じになるように定められ、検出された強度がしきい値以上である場合、波形モデルにおける強度の最大値が検出された波形における強度の最大値と同じになるように定められる。第１０の発明に係る内燃機関のノッキング判定方法は、第４の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置と同様の要件を備える。
【００１４】
第４または１０の発明によると、波形モデルにおける強度は、検出された強度がしきい値より小さい場合、波形モデルにおける強度の最大値が演算値と同じになるように定められ、検出された強度がしきい値以上である場合、波形モデルにおける強度の最大値が検出された波形における強度の最大値と同じになるように定められる。これにより、検出された強度がしきい値より小さい場合、ノッキングによる振動の強度に相当した強度を有する波形モデルを基準にして、ノッキングが発生したか否かを判定することができる。そのため、検出された波形における強度がノッキングによる振動の強度ほど大きくはない場合には、波形モデルとの差異が大きなり、ノッキングが発生していない場合にノッキングが発生したと誤判定することを抑制することができる。一方、検出された強度がしきい値以上である場合、すなわち、ノッキングが発生した可能性が大きい場合、強度の最大値に関して、波形モデルと検出された波形との差異を小さくすることができる。そのため、振動の減衰率などの波形形状の相違に重点をおいてノッキングが発生したか否かを判定することができる。その結果、ノッキングが発生したか否かを精度よく判定することができる。
【００１５】
第５の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置においては、第１の発明の構成に加え、波形モデルにおける強度は、波形モデルにおける強度の最大値および検出された波形における強度の最大値の比が、しきい値および検出された強度の最大値の比と同じになるように定められる。第１１の発明に係る内燃機関のノッキング判定方法は、第５の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置と同様の要件を備える。
【００１６】
第５または１１の発明によると、波形モデルにおける強度の最大値および検出された波形における強度の最大値の比が、しきい値および検出された強度の最大値の比と同じになるように、波形モデルにおける強度が設定される。これにより、検出された強度の最大値がしきい値に比べて小さい場合には、波形モデルにおける強度の最大値を検出された波形における強度の最大値に比べて大きくして、検出された波形と波形モデルとの差異を大きくすることができる。このような波形モデルを用いてノッキングが発生したか否かが判定される。そのため、ノッキングが発生していない場合にノッキングが発生したと誤判定することを抑制することができる。その結果、ノッキングが発生したか否かを精度よく判定することができる。
【００１７】
第６の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加え、判定手段は、検出された波形および波形モデルを比較した結果に加えて、検出された強度およびしきい値を比較した結果に基づいて、ノッキングが発生したか否かを判定するための手段を含む。第１２の発明に係る内燃機関のノッキング判定方法は、第６の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置と同様の要件を備える。
【００１８】
第６または１２の発明によると、検出された波形および波形モデルを比較した結果に加えて、検出された強度およびしきい値を比較した結果とに基づいて、ノッキングが発生したか否かが判定される。これにより、波形形状のみならず、振動の強度がしきい値より大きいか否かを考慮してノッキングが発生したか否かを判定することができる。そのため、ノッキングが発生したか否かをより精度よく判定することができる。
【００１９】
第１３の発明に係るプログラムは、第７〜１２の発明の内燃機関のノッキング判定方法をコンピュータに実現させるプログラムであって、第１４の発明に係る記録媒体は、第７〜１２の発明の内燃機関のノッキング判定方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００２０】
第１３または第１４の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第７〜１２のいずれかの発明に係る内燃機関のノッキング判定方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るノッキング判定装置を搭載した車両のエンジン１００について説明する。本実施の形態に係るノッキング判定装置は、たとえばエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００のＲＯＭ（Read Only Memory）２０２に記録されたプログラムにより実現される。
【００２３】
エンジン１００は、エアクリーナ１０２から吸入された空気とインジェクタ１０４から噴射される燃料との混合気を、燃焼室内で点火プラグ１０６により点火して燃焼させる内燃機関である。点火時期は、出力トルクが最大になるＭＢＴ（Minimum advance for Best Torque）になるように制御されるが、ノッキングが発生した場合など、エンジン１００の運転状態に応じて遅角されたり、進角されたりする。
【００２４】
混合気が燃焼すると、燃焼圧によりピストン１０８が押し下げられ、クランクシャフト１１０が回転する。燃焼後の混合気（排気ガス）は、三元触媒１１２により浄化された後、車外に排出される。エンジン１００に吸入される空気の量は、スロットルバルブ１１４により調整される。
【００２５】
エンジン１００は、エンジンＥＣＵ２００により制御される。エンジンＥＣＵ２００には、ノックセンサ３００と、水温センサ３０２と、タイミングロータ３０４に対向して設けられたクランクポジションセンサ３０６と、スロットル開度センサ３０８と、車速センサ３１０と、イグニッションスイッチ３１２と、エアフローメータ３１４とが接続されている。
【００２６】
ノックセンサ３００は、エンジン１００のシリンダブロックに設けられる。ノックセンサ３００は、圧電素子により構成されている。ノックセンサ３００は、エンジン１００の振動により電圧を発生する。電圧の大きさは、振動の大きさと対応した大きさとなる。ノックセンサ３００は、電圧を表わす信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。水温センサ３０２は、エンジン１００のウォータージャケット内の冷却水の温度を検出し、検出結果を表わす信号を、エンジンＥＣＵ２００に送信する。
【００２７】
タイミングロータ３０４は、クランクシャフト１１０に設けられており、クランクシャフト１１０と共に回転する。タイミングロータ３０４の外周には、予め定められた間隔で複数の突起が設けられている。クランクポジションセンサ３０６は、タイミングロータ３０４の突起に対向して設けられている。タイミングロータ３０４が回転すると、タイミングロータ３０４の突起と、クランクポジションセンサ３０６とのエアギャップが変化するため、クランクポジションセンサ３０６のコイル部を通過する磁束が増減し、コイル部に起電力が発生する。クランクポジションセンサ３０６は、起電力を表わす信号を、エンジンＥＣＵ２００に送信する。エンジンＥＣＵ２００は、クランクポジションセンサ３０６から送信された信号に基づいて、クランク角およびクランクシャフト１１０の回転数を検出する。
【００２８】
スロットル開度センサ３０８は、スロットル開度を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。車速センサ３１０は、車輪（図示せず）の回転数を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。エンジンＥＣＵ２００は、車輪の回転数から、車速を算出する。イグニッションスイッチ３１２は、エンジン１００を始動させる際に、運転者によりオン操作される。エアフローメータ３１４は、エンジン１００に吸入される空気量を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。
【００２９】
エンジンＥＣＵ２００は、電源である補機バッテリ３２０から供給された電力により作動する。エンジンＥＣＵ２００は、各センサおよびイグニッションスイッチ３１２から送信された信号、ＲＯＭ２０２やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）２０４に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行ない、エンジン１００が所望の運転状態となるように、機器類を制御する。
【００３０】
本実施の形態において、エンジンＥＣＵ２００は、ノックセンサ３００から送信された信号およびクランク角に基づいて、予め定められたノック検出ゲート（予め定められた第１クランク角から予め定められた第２クランク角までの区間）におけるエンジン１００の振動の波形（以下、振動波形とも記載する）を検出し、検出された振動波形に基づいて、エンジン１００にノッキングが発生したか否かを判定する。本実施の形態におけるノック検出ゲートは、燃焼行程において上死点（０度）から９０度までである。なお、ノック検出ゲートはこれに限らない。
【００３１】
ノッキングが発生した場合、エンジン１００には、図２において実線で示す周波数付近の周波数の振動が発生する。ノッキングに起因して発生する振動の周波数は一定ではなく、所定の帯域幅を有する。そのため、本実施の形態においては、図２に示すように、ノッキングに起因して発生する振動の周波数を含む第１の周波数帯Ａ、第２の周波数帯Ｂおよび第３の周波数帯Ｃの振動を検出する。また、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃを含む広域の第４の周波数帯Ｄの振動が検出される。図２におけるＣＡは、クランク角（Crank Angle）を示す。なお、ノッキングに起因して発生する振動の周波数帯は３つに限られない。
【００３２】
各周波数帯の帯域幅が広いと、ノッキングに起因して発生する振動以外のノイズ（たとえば筒内噴射用インジェクタや給排気バルブの着座による振動）を含む可能性が高くなる。
【００３３】
逆に、振動を検出する帯域幅を狭くすると、検出される振動の強度に含まれるノイズ成分を抑制することができる反面、振動波形からもノイズ成分の特徴的な部分（振動の発生タイミングや減衰率など）が除去される。この場合、実際はノイズ成分に起因する振動であっても、ノイズ成分を含まない振動波形、すなわちノッキング時における振動波形に類似した波形が検出される。そのため、振動波形からノッキングに起因する振動とノイズに起因する振動とを区別し難くなる。
【００３４】
そこで、本実施の形態においては、ノッキングに特有の振動を精度よく取り込むため、帯域幅が狭く設定された第１の周波数帯Ａ、第２の周波数帯Ｂおよび第３の周波数帯Ｃにおける振動が検出される。
【００３５】
一方、ノイズの発生時にはノイズを考慮してノッキングが発生したか否かを判定するため、ノイズを取り込むように、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃを含む広域の第４の周波数帯Ｄにおける振動が検出される。
【００３６】
図３を参照して、エンジンＥＣＵ２００についてさらに説明する。エンジンＥＣＵ２００は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部４００と、バンドパスフィルタ（１）４１０と、バンドパスフィルタ（２）４２０と、バンドパスフィルタ（３）４３０と、バンドパスフィルタ（４）４４０と、積算部４５０とを含む。
【００３７】
Ａ／Ｄ変換部４００は、ノックセンサ３００から送信されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。バンドパスフィルタ（１）４１０は、ノックセンサ３００から送信された信号のうち、第１の周波数帯Ａの信号のみを通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ（１）４１０により、ノックセンサ３００が検出した振動から、第１の周波数帯Ａの振動のみが抽出される。
【００３８】
バンドパスフィルタ（２）４２０は、ノックセンサ３００から送信された信号のうち、第２の周波数帯Ｂの信号のみを通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ（２）４２０により、ノックセンサ３００が検出した振動から、第２の周波数帯Ｂの振動のみが抽出される。
【００３９】
バンドパスフィルタ（３）４３０は、ノックセンサ３００から送信された信号のうち、第３の周波数帯Ｃの信号のみを通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ（３）４３０により、ノックセンサ３００が検出した振動から、第３の周波数帯Ｃの振動のみが抽出される。
【００４０】
バンドパスフィルタ（４）４４０は、ノックセンサ３００から送信された信号のうち、第４の周波数帯Ｄの信号のみを通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ（４）４４０により、ノックセンサ３００が検出した振動から、第４の周波数帯Ｄの振動のみが抽出される。
【００４１】
積算部４５０は、バンドパスフィルタ（１）４１０〜バンドパスフィルタ（４）４４０により選別された信号、すなわち振動の強度を、クランク角度で５度分づつ積算する。以下、積算された値を積算値と表わす。積算値の算出は、周波数帯ごとに行なわれる。この積算値の算出により、各周波数帯における振動波形が検出される。
【００４２】
さらに、算出された第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの積算値は、クランク角度に対応して加算される。すなわち、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの振動波形が合成される。
【００４３】
これにより、図４に示すように、エンジン１００の振動波形が検出される。すなわち、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの合成波形と第４の周波数帯Ｄの振動波形とが、エンジン１００の振動波形として用いられる。第４の周波数帯Ｄの振動波形（積算値）は合成されずに、単独で用いられる。
【００４４】
検出された振動波形のうち、第４の周波数帯Ｄの振動波形は、図５に示すようにエンジンＥＣＵ２００のＲＯＭ２０２に記憶されたノック波形モデルと比較される。ノック波形モデルは、エンジン１００にノッキングが発生した場合の振動波形のモデルとして予め作成される。
【００４５】
ノック波形モデルにおいては、振動の強度のピーク値以降、クランク角が大きくなるにつれ振動の強度が低減することが定められているが、振動の強度がピーク値となるクランク角は定められていない。
【００４６】
本実施の形態において、ノック波形モデルにおける強度は０〜１の無次元数で表わされる。後述するように、しきい値Ｖ（Ｊ）に係数Ｚを乗じて算出される演算値Ｖ（Ｋ）を用いて第４の周波数帯Ｄの振動波形を正規化し、強度を０〜１の無次元数で表わすことにより、ノック波形モデルにおける強度が演算値Ｖ（Ｋ）、すなわちしきい値Ｖ（Ｊ）に対応して定められることになる。
【００４７】
本実施の形態におけるノック波形モデルは、ノッキングにより発生した振動の強度のピーク値以降の振動に対応している。なお、ノッキングに起因した振動の立ち上がり以降の振動に対応したノック波形モデルを記憶してもよい。
【００４８】
ノック波形モデルは、実験などにより、強制的にノッキングを発生させた場合におけるエンジン１００の振動波形を検出し、この振動波形に基づいて予め作成されて記憶される。
【００４９】
ノック波形モデルは、エンジン１００の寸法やノックセンサ３００の出力値が、寸法公差やノックセンサ３００の出力値の公差の中央値であるエンジン１００（以下、特性中央エンジンと記載する）を用いて作成される。すなわち、ノック波形モデルは、特性中央エンジンに強制的にノッキングを発生させた場合における振動波形である。なお、ノック波形モデルを作成する方法は、これに限られず、その他、シミュレーションにより作成してもよい。
【００５０】
本実施の形態において、エンジンＥＣＵ２００は、振動波形とノック波形モデルとの偏差に関する値である相関係数Ｋを算出する。図５に示すように、振動波形において振動の強度が最大になるタイミング（クランク角）とノック波形モデルにおいて振動の強度が最大になるタイミングとを一致させた状態で、振動波形とノック波形モデルとの偏差の絶対値（ズレ量）をクランク角ごと（５度ごと）に算出することにより、相関係数Ｋが算出される。
【００５１】
正規化後の振動波形とノック波形モデルとのクランク角ごとの偏差の絶対値をΔＳ（Ｉ）（Ｉは自然数）とし、ノック波形モデルにおける振動の強度をクランク角で積分した値（ノック波形モデルの面積）をＳとおくと、相関係数Ｋは、Ｋ＝（Ｓ−ΣΔＳ（Ｉ））／Ｓという方程式により算出される。ここで、ΣΔＳ（Ｉ）は、ΔＳ（Ｉ）の総和である。
【００５２】
本実施の形態において、相関係数Ｋは、振動波形の形状がノック波形モデルの形状に近いほど、大きな値として算出される。したがって、振動波形にノッキング以外の要因による振動の波形が含まれた場合、相関係数Ｋは小さく算出される。なお、相関係数Ｋの算出方法はこれに限らない。
【００５３】
広帯域の第４の周波数帯Ｄの振動波形をノック波形モデルと比較して相関係数Ｋを算出するのは、狭帯域の第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃに比べて、波形形状の精度が高いからである。
【００５４】
さらに、エンジンＥＣＵ２００は、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの合成波形における積算値の最大値（ピーク値）に基づいて、振動の強度を表わすノック強度Ｎを算出する。積算値の最大値をＰとし、エンジン１００にノッキングが発生していない状態におけるエンジン１００の振動の強度を表わす値をＢＧＬ（Back Ground Level）とおくと、ノック強度Ｎは、Ｎ＝Ｐ／ＢＧＬという方程式で算出される。なお、ＢＧＬはたとえばシミュレーションや実験などに基づいて予め定められ、ＲＯＭ２０２に記憶される。また、ノック強度Ｎの算出方法はこれに限らない。
【００５５】
本実施の形態において、エンジンＥＣＵ２００は、算出されたノック強度ＮとＲＯＭ２０２またはＳＲＡＭ２０４に記憶されたしきい値Ｖ（Ｊ）とを比較し、さらに検出された波形と記憶されたノック波形モデルとを比較して、エンジン１００にノッキングが発生したか否かを１点火サイクルごとに判定する。
【００５６】
しきい値Ｖ（Ｊ）は、ノッキングによる振動の強度の基準として定められる値である。図６に示すように、しきい値Ｖ（Ｊ）は、エンジン回転数ＮＥと吸入空気量（負荷）ＫＬとをパラメータとした運転状態により区分される領域毎に、マップとして記憶される。本実施の形態においては、低回転（ＮＥ＜ＮＥ（１））、中回転（ＮＥ（１）≦ＮＥ＜ＮＥ（２））、高回転（ＮＥ（２）≦ＮＥ）、低負荷（ＫＬ＜ＫＬ（１））、中負荷（ＫＬ（１）≦ＫＬ＜ＫＬ（２））、高負荷（ＫＬ（２）≦ＫＬ）で区分することにより、気筒毎に９つの領域が設けられる。なお、領域の数はこれに限らない。また、エンジン回転数ＮＥおよび吸入空気量ＫＬ以外のパラメータを用いて領域を区分するようにしてもよい。
【００５７】
エンジン１００もしくは車両の出荷時において、ＲＯＭ２０２に記憶されるしきい値Ｖ（Ｊ）（出荷時におけるしきい値Ｖ（Ｊ）の初期値）には、予め実験などにより定められる値が用いられる。ところが、ノックセンサ３００の出力値のばらつきや劣化などにより、エンジン１００で同じ振動が生じた場合であっても、検出される強度が変化し得る。この場合、しきい値Ｖ（Ｊ）を補正し、実際に検出される強度に応じたしきい値Ｖ（Ｊ）を用いてノッキングが発生したか否かを判定する必要がある。
【００５８】
そこで、本実施の形態においては、図７に示すように、強度Ｖを対数変換した値である強度値ＬＯＧ（Ｖ）と、各強度値ＬＯＧ（Ｖ）が検出された頻度（回数、確率ともいう）との関係を示す頻度分布に基づいて、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が算出される。
【００５９】
エンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＫＬとをパラメータとする領域ごとに強度値ＬＯＧ（Ｖ）が算出される。強度値ＬＯＧ（Ｖ）を算出するために用いられる強度Ｖは、予め定められたクランク角の間における強度のピーク値（５度ごとの積算値のピーク値）である。算出される強度ＬＯＧ（Ｖ）に基づいて、強度値ＬＯＧ（Ｖ）の頻度を最小値から累積して５０％になる中央値Ｖ（５０）が算出される。また、中央値Ｖ（５０）以下の強度値ＬＯＧ（Ｖ）における標準偏差σが算出される。たとえば、本実施の形態においては、複数（たとえば２００サイクル）の強度値ＬＯＧ（Ｖ）に基づいて算出される中央値および標準偏差と近似した中央値Ｖ（５０）および標準偏差σが、以下の算出方法により１点火サイクルごとに算出される。
【００６０】
今回検出された強度値ＬＯＧ（Ｖ）が前回算出された中央値Ｖ（５０）よりも大きい場合、前回算出された中央値Ｖ（５０）に予め定められた値Ｃ（１）を加算した値が、今回の中央値Ｖ（５０）として算出される。逆に、今回検出された強度値ＬＯＧ（Ｖ）が前回算出された中央値Ｖ（５０）よりも小さい場合、前回算出された中央値Ｖ（５０）から予め定められた値Ｃ（２）（たとえばＣ（２）はＣ（１）と同じ値）を減算した値が、今回の中央値Ｖ（５０）として算出される。
【００６１】
今回検出された強度値ＬＯＧ（Ｖ）が、前回算出された中央値Ｖ（５０）よりも小さく、かつ前回算出された中央値Ｖ（５０）から前回算出された標準偏差σを減算した値よりも大きい場合、前回算出された標準偏差σから予め定められた値Ｃ（３）を２倍した値を減算した値が、今回の標準偏差σとして算出される。逆に、今回検出された強度値ＬＯＧ（Ｖ）が、前回算出された中央値Ｖ（５０）よりも大きい場合、または前回算出された中央値Ｖ（５０）から前回算出された標準偏差σを減算した値よりも小さい場合、前回算出された標準偏差σに予め定められた値Ｃ（４）（たとえばＣ（４）はＣ（３）と同じ値）を加算した値が、今回の標準偏差σとして算出される。なお、中央値Ｖ（５０）および標準偏差σの算出方法はこれに限定されない。また、中央値Ｖ（５０）および標準偏差σの初期値は、予め設定された値であってもよいし、「０」であってもよい。
【００６２】
中央値Ｖ（５０）および標準偏差σを用いて、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が算出される。図７に示すように、中央値Ｖ（５０）に係数Ｕ（１）（Ｕ（１）は定数で、たとえばＵ（１）＝３）と標準偏差σとの積を加算した値が、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）となる。なお、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）の算出方法はこれに限らない。
【００６３】
ノック判定レベルＶ（ＫＤ）よりも大きい強度値ＬＯＧ（Ｖ）の割合（頻度）が、ノッキングが発生した頻度として判定され、ノック占有率ＫＣとしてカウントされる。ノック占有率ＫＣがしきい値ＫＣ（０）よりも大きいと、点火時期の遅角が行なわれる頻度が高くなるように、しきい値Ｖ（Ｊ）が予め定められた補正量だけ小さく補正される。ノック占有率ＫＣがしきい値ＫＣ（０）よりも小さいと、点火時期の進角が行なわれる頻度が高くなるように、しきい値Ｖ（Ｊ）が予め定められた補正量だけ大きく補正される。補正されたしきい値Ｖ（Ｊ）は、ＳＲＡＭ２０４に記憶される。
【００６４】
係数Ｕ（１）は、実験などより得られたデータや知見から求められた係数である。Ｕ（１）＝３とした場合のノック判定レベルＶ（ＫＤ）よりも大きい強度値ＬＯＧ（Ｖ）が、実際にノッキングが発生した点火サイクルにおける強度値ＬＯＧ（Ｖ）と略一致する。なお、係数Ｕ（１）に「３」以外の値を用いるようにしてもよい。
【００６５】
図８を参照して、本実施の形態に係るノッキング判定装置であるエンジンＥＣＵ２００の機能について説明する。なお、以下に説明するエンジンＥＣＵ２００の機能は、ハードウェアにより実現してもよく、ソフトウェアにより実現してもよい。
【００６６】
エンジンＥＣＵ２００は、強度検出部２１０と、波形検出部２２０と、ノック強度算出部２３０と、第１正規化部２４０と、第２正規化部２５０と、相関係数算出部２６０と、ノッキング判定部２７０とを含む。
【００６７】
強度検出部２１０は、ノックセンサ３００から送信された信号に基づいて、ノック検出ゲートにおける振動の強度を検出する。波形検出部２２０は、振動の強度をクランク角度で５度分づつ積算することにより、ノック検出ゲートにおける振動波形を検出する。ノック強度算出部２３０は、ノック強度Ｎを算出する。
【００６８】
第１正規化部２４０は、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの合成波形における積算値の最大値がしきい値Ｖ（Ｊ）より小さい場合、第４の周波数帯Ｄの振動波形における各積算値をしきい値Ｖ（Ｊ）に係数Ｚを乗じて算出される演算値Ｖ（Ｋ）で除算して正規化する。正規化後の振動波形の強度は、０〜１の無次元数で表わされる。したがって、正規化後の振動波形の強度において、「１」は、演算値Ｖ（Ｋ）に相当する。そのため、演算値Ｖ（Ｋ）を用いて正規化した場合、ノック波形モデルにおける強度の最大値と演算値Ｖ（Ｋ）とが同じになる。すなわち、ノック波形モデルにおける強度が、演算値Ｖ（Ｋ）に対応して定められる。
【００６９】
係数Ｚは、たとえば、エンジン回転数ＮＥおよび吸入空気量ＫＬをパラメータとするマップにより定められる。なお、エンジン回転数ＮＥおよび吸入空気量ＫＬを変数として有する演算式により係数Ｚを演算するようにしてもよい。また、吸入空気量ＫＬの代わりにスロットル開度を用いるようにしてもよい。
【００７０】
第２正規化部２５０は、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの合成波形における積算値の最大値がしきい値Ｖ（Ｊ）以上である場合、第４の周波数帯Ｄの振動波形における各積算値を、積算値の最大値で除算して正規化する。正規化後の振動波形の強度は、０〜１の無次元数で表わされる。したがって、正規化後の振動波形の強度において、「１」は、第４の周波数帯Ｄの振動波形における積算値の最大値に相当する。そのため、積算値の最大値を用いて正規化した場合、ノック波形モデルにおける強度の最大値と積算値の最大値とが同じになる。すなわち、ノック波形モデルにおける強度が、第４の周波数帯Ｄの振動波形における積算値の最大値に対応して定められる。
【００７１】
相関係数算出部２６０は、相関係数Ｋを算出する。ノッキング判定部２７０は、ノック強度Ｎがしきい値Ｖ（Ｊ）より大きく、かつ相関係数Ｋがしきい値Ｋ（０）より大きい場合、ノッキングが発生したと判定する。
【００７２】
図９を参照して、本実施の形態に係るノッキング判定装置であるエンジンＥＣＵ２００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰り返し実行される。
【００７３】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、エンジンＥＣＵ２００は、クランクポジションセンサ３０６から送信された信号に基づいて、エンジン回転数ＮＥを検出するとともに、エアフローメータ３１４から送信された信号に基づいて、吸入空気量ＫＬを検出する。
【００７４】
Ｓ１０２にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノックセンサ３００から送信された信号に基づいて、エンジン１００の振動の強度を検出する。振動の強度は、ノックセンサ３００の出力電圧値で表される。なお、ノックセンサ３００の出力電圧値と対応した値で振動の強度を表してもよい。強度の検出は、燃焼行程において上死点から９０度（クランク角で９０度）までの間で行なわれる。
【００７５】
Ｓ１０４にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノックセンサ３００の出力電圧値（振動の強度を表わす値）を、クランク角で５度ごとに（５度分だけ）積算した値（積算値）を算出する。積算値の算出は、第１の周波数帯Ａ〜第４の周波数帯Ｄの振動ごとに行なわれる。積算値の算出により、振動波形が検出される。このとき、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの積算値がクランク角度に対応して加算される。すなわち、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの振動波形が合成される。
【００７６】
Ｓ１０６にて、エンジンＥＣＵ２００は、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの合成波形における積算値の最大値がしきい値Ｖ（Ｊ）より小さいか否かを判別する。第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの合成波形における積算値の最大値がしきい値Ｖ（Ｊ）より小さいと（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１２０に移される。
【００７７】
Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ２００は、第４の周波数帯Ｄの振動波形における各積算値をしきい値Ｖ（Ｊ）に係数Ｚを乗じて算出される演算値Ｖ（Ｋ）で除算して正規化する。
【００７８】
Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ２００は、第４の周波数帯Ｄの振動波形における各積算値を、積算値の最大値で除算して正規化する。
【００７９】
Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ２００は、振動波形の強度（積算値）が最大になるタイミング（クランク角）とノック波形モデルにおいて振動の強度が最大になるタイミングとを一致させて、相関係数Ｋを算出する。Ｓ１３２にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノック強度Ｎを算出する。
【００８０】
Ｓ１３４にて、エンジンＥＣＵ２００は、相関係数Ｋがしきい値Ｋ（０）より大きく、かつノック強度Ｎがしきい値Ｖ（Ｊ）よりも大きいか否かを判別する。相関係数Ｋがしきい値Ｋ（０）より大きく、かつノック強度Ｎがしきい値Ｖ（Ｊ）よりも大きいと（Ｓ１３４にてＹＥＳ）、処理はＳ１３６に移される。もしそうでないと（Ｓ１３４にてＮＯ）、処理はＳ１２０に移される。
【００８１】
Ｓ１３６にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノッキングが発生したと判別する。Ｓ１３８にて、エンジンＥＣＵ２００は、点火時期を遅角する。
【００８２】
Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノッキングが発生していないと判別する。Ｓ１４２にて、エンジンＥＣＵ２００は、点火時期を進角する。
【００８３】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るノッキング判定装置であるエンジンＥＣＵ２００の動作について説明する。
【００８４】
エンジン１００の運転中において、クランクポジションセンサ３０６から送信された信号に基づいて、エンジン回転数ＮＥが検出されるとともに、エアフローメータ３１４から送信された信号に基づいて、吸入空気量ＫＬが検出される（Ｓ１００）。また、ノックセンサ３００から送信された信号に基づいて、エンジン１００の振動の強度が検出される（Ｓ１０２）。
【００８５】
燃焼行程における上死点から９０度までの間において、５度ごとの積算値が第１の周波数帯Ａから第４の周波数帯Ｄの振動ごとに算出される（Ｓ１０４）。さらに、算出された第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの積算値がクランク角度に対応して加算され、振動波形が合成される。
【００８６】
積算値の算出により、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの合成波形および第４の周波数帯Ｄの振動波形が検出される。これらの波形のうち、第４の周波数帯Ｄの振動波形とノック波形モデルとが比較されて算出される相関係数Ｋが、１点火ごとにノッキングの有無を判定する際に用いられる。
【００８７】
図１０に示すように、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの合成波形における積算値の最大値がしきい値Ｖ（Ｊ）より小さいと（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、第４の周波数帯Ｄの振動波形における各積算値をしきい値Ｖ（Ｊ）に係数Ｚを乗じて算出される演算値Ｖ（Ｋ）で除算して正規化される（Ｓ１１０）。
【００８８】
したがって、図１０に示すように、正規化された振動波形において、演算値Ｖ（Ｋ）が「１」で表わされ、ノック波形モデルにおける強度の最大値と同じになる。これにより、ノック波形モデルの強度をノッキングによる振動の強度に相当する値にすることができる。そのため、振動の強度がノッキングによる振動ほど大きくはない場合には、正規化された振動波形とノック波形モデルとの差異を大きくすることができる。
【００８９】
一方、図１１に示すように、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの合成波形における積算値の最大値がしきい値Ｖ（Ｊ）以上であると（Ｓ１０６にてＮＯ）、第４の周波数帯Ｄの振動波形における各積算値を積算値の最大値で除算して正規化される（Ｓ１２０）。
【００９０】
したがって、図１１に示すように、正規化された振動波形において、積算値の最大値が「１」で表わされ、ノック波形モデルにおける強度の最大値と同じになる。これにより、強度の最大値がしきい値Ｖ（Ｊ）以上である場合、すなわち、ノッキングが発生した可能性が高い場合は、強度の最大値に関して、正規化された振動波形とノック波形モデルとの差異を小さくすることができる。そのため、振動の減衰率などの波形形状の相違に重点をおいて、振動波形とノック波形モデルとを比較することができる。
【００９１】
振動波形の積算値が最大になるタイミングとノック波形モデルにおいて振動の強度が最大になるタイミングとを一致させて、相関係数Ｋが算出される（Ｓ１３０）。さらに、ノック強度Ｎが算出される（Ｓ１３２）。
【００９２】
相関係数Ｋがしきい値Ｋ（０）より大きく、かつノック強度Ｎがしきい値Ｖ（Ｊ）よりも大きいと（Ｓ１３４にてＹＥＳ）、ノッキングが発生したと判定され（Ｓ１３６）、点火時期が遅角される（Ｓ１３８）。これにより、ノッキングの発生が抑制される。
【００９３】
一方、相関係数Ｋがしきい値Ｋ（０）以下である場合もしくはノック強度Ｎがしきい値Ｖ（Ｊ）以下である場合（Ｓ１３４にてＮＯ）、ノッキングが発生していないと判定され（Ｓ１４０）、点火時期が進角される（Ｓ１４２）。
【００９４】
以上のように、本実施の形態に係るノッキング判定装置であるエンジンＥＣＵによれば、強度がしきい値Ｖ（Ｊ）に対応して設定されるノック波形モデルと振動波形とを比較して、ノッキングが発生したか否かが判定される。これにより、しきい値Ｖ（Ｊ）、すなわちノッキングによる振動の強度に相当した強度を有するノック波形モデルを基準にして、ノッキングが発生したか否かを判定することができる。そのため、振動波形における強度がノッキングによる振動の強度ほど大きくはない場合には、ノック波形モデルとの差異が大きくなり、ノッキングが発生していない場合にノッキングが発生したと誤判定することを抑制することができる。その結果、ノッキングが発生したか否かを精度よく判定することができる。
【００９５】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ノック波形モデルにおける強度の最大値および第４の周波数帯Ｄの振動波形における強度（積算値）の最大値の比が、しきい値Ｖ（Ｊ）および第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの合成波形における強度（積算値）の最大値の比と同じになるように、ノック波形モデルにおける強度が設定される点で、前述の第１の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第２の実施の形態と同じである。それらの機能についても同じである。したがって、それらの詳細な説明はここでは繰返さない。
【００９６】
図１２を参照して、本実施の形態に係るノッキング判定装置であるエンジンＥＣＵ２００の機能について説明する。なお、以下に説明するエンジンＥＣＵ２００の機能は、ハードウェアにより実現してもよく、ソフトウェアにより実現してもよい。また、前述の第１の実施の形態と同じ構成については、同じ符号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００９７】
エンジンＥＣＵ２００は、強度検出部２１０と、波形検出部２２０と、ノック強度算出部２３０と、相関係数算出部２６０と、ノッキング判定部２７０とに加えて、強度設定部２８０とを含む。
【００９８】
強度設定部２８０は、図１３に示すように、ノック波形モデルにおける強度の最大値および第４の周波数帯Ｄの振動波形における強度の最大値の比が、しきい値Ｖ（Ｊ）および第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの合成波形における強度の最大値の比と同じになるように、ノック波形モデルにおける強度を設定する。
【００９９】
より具体的には、下記の式（１）を用いて、ノック波形モデルにおける強度の最大値が設定される。なお、下記の式（１）におけるＰ（１）は、第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの合成波形における強度の最大値である。Ｐ（２）は、第４の周波数帯Ｄの振動波形における強度の最大値である。Ｐ（３）は、ノック波形モデルにおける強度の最大値である。
【０１００】
Ｐ（３）＝Ｐ（２）×Ｖ（Ｊ）／Ｐ（１）・・・（１）
図１４を参照して、本実施の形態に係るノッキング判定装置であるエンジンＥＣＵ２００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰り返し実行される。また、前述の第１の実施の形態におけるプログラムと同じ処理には同じステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【０１０１】
Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノック波形モデルにおける強度の最大値および第４の周波数帯Ｄの振動波形における強度の最大値の比が、しきい値Ｖ（Ｊ）および第１の周波数帯Ａ〜第３の周波数帯Ｃの合成波形における強度の最大値の比と同じになるように、ノック波形モデルにおける強度を設定する。このようにしても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０２】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るノッキング判定装置であるエンジンＥＣＵにより制御されるエンジンを示す概略構成図である。
【図２】ノッキング時にエンジンで発生する振動の周波数帯を示す図である。
【図３】図１のエンジンＥＣＵを示す制御ブロック図である。
【図４】エンジンの振動波形を示す図である。
【図５】第４の周波数帯Ｄの振動波形とノック波形モデルとを示す図（その１）である。
【図６】エンジンＥＣＵのＲＯＭもしくはＳＲＡＭに記憶されたしきい値Ｖ（Ｊ）のマップを示す図である。
【図７】強度値ＬＯＧ（Ｖ）の頻度分布を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るノッキング判定装置であるエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係るノッキング判定装置であるエンジンＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図１０】第４の周波数帯Ｄの振動波形とノック波形モデルとを示す図（その２）である。
【図１１】第４の周波数帯Ｄの振動波形とノック波形モデルとを示す図（その３）である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るノッキング判定装置であるエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。
【図１３】第４の周波数帯Ｄの振動波形とノック波形モデルとを示す図（その４）である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係るノッキング判定装置であるエンジンＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０４】
１００  エンジン、１１０  クランクシャフト、１１６  吸気バルブ、１１８  排気バルブ、２００  エンジンＥＣＵ、２０２  ＲＯＭ、２０４  ＳＲＡＭ、２１０  強度検出部、２２０  波形検出部、２３０  ノック強度算出部、２４０  第１正規化部、２５０  第２正規化部、２６０  相関係数算出部、２７０  ノッキング判定部、２８０  強度設定部、３００  ノックセンサ、３０２  水温センサ、３０４  タイミングロータ、３０６  クランクポジションセンサ、３０８  スロットル開度センサ、３１４  エアフローメータ、４００  Ａ／Ｄ変換部、４１０  バンドパスフィルタ（１）、４２０  バンドパスフィルタ（２）、４３０  バンドパスフィルタ（３）、４４０  バンドパスフィルタ（４）、４５０  積算部。
【図１】
2008111407.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008111407.tif 000005
【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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【図１４】
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