(57)【要約】【課題】内燃機関の燃料カット後、燃料供給再開時のノッキング判定精度を確保する。【解決手段】燃料カットと判定されたときは（Ｓ１→Ｓ２）、ノッキング検出信号の振動強度ＫＤＬを、エンジン回転速度ＮＥに基づいて設定された補正係数ｆ（ＮＥ）を乗じることにより、非燃料カット時と同等の振動強度ＫＤＬに補正し（Ｓ２）、該補正されたＫＤＬを加重平均処理してＢＧＬを形成し（Ｓ３）、燃料供給再開時（Ｓ４→Ｓ５）には、今回入力したノッキング検出振動強度ＫＤＬを、エンジン回転速度ＮＥに基づいて設定されたしきい値ＳＬを前記ＢＧＬに加算した値と比較し（Ｓ６）、後者より大きいときはノッキング有りと判定し（Ｓ７）、後者以下のときはノッキング無しと判定する（Ｓ８）。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノッキング検出信号と所定時間内のノッキング検出信号を平均化処理して形成したバックグラウンドレベルとの比較によってノッキングの有無を判定する内燃機関のノッキング判定装置であって、燃料カット中に前記バックグラウンドレベルの形成に用いるノッキング検出信号を、非燃料カット中と同等となるように補正することを特徴とする内燃機関のノッキング判定装置。
【請求項２】
前記燃料カット中のノッキング検出信号の補正は、ノッキング検出信号に補正値を加算し、または補正係数を乗じることにより行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
【請求項３】
前記補正値または補正係数は、燃料カット中と非燃料カット中のノッキング検出信号値に基づいて、予め設定されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
【請求項４】
前記補正値または補正係数は、複数に区分された機関回転速度領域ごとに設定されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
【請求項５】
前記補正値または補正係数は、複数に区分された機関吸入空気量領域ごとに設定されることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関のノッキング判定装置。
【請求項６】
前記補正値または補正係数は、気筒別に設定されることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関のノッキング判定装置。
【請求項７】
前記補正値または補正係数は、機関振動の周波数帯に設定されることを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関のノッキング判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のノッキングを判定する技術に関し、特に、燃料カットの有無によるノッキング判定への影響を防止して判定精度を高める技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関におけるノッキング判定としては、ノックセンサで検出したノッキング検出信号の強度を、該ノッキング検出信号の所定時間内の値を平均化処理して得られたバックグラウンドレベル（以下ＢＧＬという）と比較して行うものが一般的である（特許文献１参照）。
【０００３】
上記ノッキング判定方式では、燃料カット中は燃焼が起こらなくなるので、燃焼による振動が無くなり振動強度が小さくなってＢＧＬが減少し、さらに、ＢＧＬはノッキング検出信号の所定時間内の値を平均化処理して得るので、応答遅れを持っている。このため、燃料カット中及び燃料カットから燃料供給が再開された直後で応答遅れの期間は、ＢＧＬはノッキング判定用として実際あるべき値より小さい値となってしまい、ノッキング判定精度を低下させひいてはノッキング制御性を悪化させる。
【０００４】
上記問題に対して燃料カット中のノッキング検出信号の読込みを停止したり、ＢＧＬ値の更新を停止して前回値をホールドすることで、回避を試みたものがある（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−４２９２１号公報
【特許文献２】
特開平５−２２２９９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、燃料カット中のＢＧＬ更新を停止するという消極的な方式では、燃料カット中に機関回転速度が大きく変化した場合は、かかる回転速度変化に応じた信号変化をＢＧＬに取り込むことができないため、やはり燃料供給再開時にはＢＧＬに適正値に対して段差を発生してしまい、ノッキング判定精度を確保することができない。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、燃料カット中の機関回転速度変化にも対応して燃料供給再開時のノッキング判定精度を確保できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、燃料カット中にバックグラウンドレベルの形成に用いるノッキング検出信号を、非燃料カット中と同等となるように補正する構成として。
【０００９】
これにより、燃料カット中でも非燃料カット中の燃焼が起こっているときと同等のＢＧＬ値に補正され、また、燃料カット中のノッキング検出信号を用いてＢＧＬを形成することで燃料カット中の回転変動の影響もＢＧＬ値に取り込むことができるので、燃料供給再開時に適合した段差のないＢＧＬとすることができ、燃料供給再開直後も良好なノッキング判定制度を確保することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態のシステム構成を示す。
【００１１】
エンジン（内燃機関）１には、吸入空気量を制御する電子制御式スロットル弁２、燃料を噴射供給する燃料噴射弁３、点火を行う点火栓４等が備えられている。
【００１２】
また、各種センサ類として、吸入空気量を検出するエアフロメータ５、単位クランク角毎のパルス信号を出力するクランク角センサ６、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ７を備えると共に、ノッキング判定のため機関振動を検出するノックセンサ８を備える。なお、ノックセンサの代わりに筒内圧を検出するセンサを用いてもよい。
【００１３】
前記各種センサ類からの検出信号は、マイクロコンピュータを含むコントロールユニット９へ入力され、該コントロールユニット９は、前記センサ類からの信号に基づいてスロットル弁２、燃料噴射弁３、点火栓４を駆動して吸入空気量、燃料噴射量、点火時期を制御し、特に、ノックセンサ８からの信号を処理して本発明にかかるノッキング判定を行いつつノッキング制御（点火時期制御）を行う。
【００１４】
図２は、前記ノッキング制御の制御ブロック図であり、前記ノックセンサ８からの信号は、入力回路１１を経てゲイン調整回路１２で後述する下段のＡ／Ｄ変換器１３のダイナミックレンジと分解能に合わせてゲインを調整された後、Ａ／Ｄ変換器１３でＡ／Ｄ変換された後、前記コントロールユニット９のマイクロコンピュータで以下のように処理される。
【００１５】
まず、周波数解析部１４は、前記Ａ／Ｄ変換されたデジタル値からノッキングの特徴を示す複数の周波数帯の振動強度を算出する。
ノッキング判定部１５は、前記複数の周波数帯の振動強度に基づいてノッキングの有無を判定する。
【００１６】
ノッキング制御部１６は、前記ノッキングの判定結果に応じてノッキングを抑制する制御を行う。
図３は、前記ノッキング判定部１５のより詳細な制御ブロック図を示し、ノッキング検出信号ＫＤＬ、燃料カット中フラグＦＣＵＴ、エンジン回転速度ＮＥがノッキング判定処理部１５１に入力され、前記エンジン回転速度ＮＥに基づいてしきい値算出部１５２がＢＧＬに加算されるノッキング判定しきい値ＳＬを設定し、このノッキング判定しきい値ＳＬも前記ノッキング判定処理部１５１に入力される。
【００１７】
そして、これらの入力値に基づいてノッキング判定処理部１５１がノッキング判定を行う。
図４は、該ノッキング判定部１５で実行されるノッキング判定処理のフローチャートである。以下、図４に基づいて本発明にかかるノッキング判定処理を説明する。
【００１８】
ステップ（図ではＳと記す。以下同様）１では、前記燃料カット中フラグＦＣＵＴの値を判別する。
ステップ１で燃料カット中フラグＦＣＵＴの値が１、つまり燃料カット中と判定されたときはステップ２ヘ進み、次式のようにノックセンサ８からのノッキング検出信号の振動強度ＫＤＬに、エンジン回転速度ＮＥの関数として設定される補正係数ｆ（ＮＥ）を乗じて、補正値ＫＤＬを算出する。
【００１９】
ＫＤＬ＝ｆ（ＮＥ）×ＫＤＬ
ここで、前記補正係数ｆ（ＮＥ）は、エンジン毎に適合されるが、図５に示すような特性を有している。低回転ほど補正係数が大きくなっているのは、高回転になるほどノイズ（機械振動等）が大きくなって燃料カット有無による差が小さくなるためである。
【００２０】
次いで、ステップ３へ進む。また、ステップ１で燃料カット中フラグＦＣＵＴの値が０、つまり非燃料カット中と判定されたときはステップ２をジャンプしてステップ３へ進む。
【００２１】
ステップ３では、前記燃料カット中は補正され、非燃料カット中は補正されることのない振動強度ＫＤＬを用いて次式のように加重平均演算を行い、ＢＧＬを算出する。
【００２２】
ＢＧＬ＝ＫＤＬ×１／１６＋ＢＧＬ（前回値）×（１−１／１６）
ステップ４では、再度前記燃料カット中フラグＦＣＵＴの値を判別し、燃料カット中と判定された場合は、ノッキング判定を行うことなく、このルーチンを終了する。
【００２３】
ステップ４で非燃料カット中と判定された場合は、ステップ５へ進み、エンジン回転速度ＮＥに基づいて、前記ＢＧＬに加算されるしきい値ＳＬを設定する。具体的には、エンジン回転速度ＮＥが大きいときほど機械振動レベルが増大するのでしきい値ＳＬが大きい値に設定される。
【００２４】
ステップ６では、今回のノッキング用に周波数解析されたノッキング検出信号の振動強度ＫＤＬと、前記ステップ３で算出されたＢＧＬにステップ４で設定されたしきい値ＳＬを加算したとを比較し、ＫＤＬ＞ＢＧＬ＋ＳＬであるときは、ノッキング有りと判定してステップ７でノッキング判定フラグＫＮＯＣＫを１にセットする。
【００２５】
一方、ＫＤＬ≦ＢＧＬ＋ＳＬであるときは、ノッキング無しと判定してステップ８でノッキング判定フラグＫＮＯＣＫを０にリセットする。
このようにすれば、図６に示すように、燃料カット中に前記ＢＧＬの形成に用いるノッキング検出信号の振動強度ＫＤＬを、非燃料カット中と同等となるように補正したことにより、燃料供給再開時に用いられるＢＧＬが遅れなく燃焼中のＢＧＬとして適合した値となり、ノッキング判定精度を良好に維持することができる。
【００２６】
また、燃料カット中にＢＧＬを更新しない場合に比較すると、燃料カット中に回転変動があってもこの影響を取り込んだノッキング検出信号の振動強度ＫＤＬを用いてＢＧＬを形成しているので、ＢＧＬが段差を生じるようなことも防止でき、ノッキング判定精度を確保できる。
【００２７】
図７は、上記実施形態による燃料カット前後におけるノッキング判定の様子を、燃料カット中に補正を行わない場合と比較して示す。
また、上記実施形態では、ノッキング検出信号の振動強度ＫＤＬに補正係数を乗じて補正する構成としたが、補正値を加算して補正する構成としてもよい。
【００２８】
また、補正係数（または補正値）を、エンジン回転速度の代わりないしエンジン回転速度と共にエンジン吸入空気量（またはスロットル開度）に基づいて設定してもよく、逆に、最も簡易的には定数とすることもできる。
【００２９】
また、ノッキング判定を気筒別、振動周波数帯別に行うものでは、補正係数（または補正値）も気筒別、周波数別に設定するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のシステム構成を示す図。
【図２】同上実施形態によるノッキング制御を示すブロック図。
【図３】ノッキング判定部の詳細な制御ブロック図。
【図４】ノッキング判定処理のフローチャート。
【図５】機関回転速度−補正係数ｆ（ＮＥ）の関係を示す線図。
【図６】燃料カット時と非燃料カット時との振動強度を比較して示した図。
【図７】同上実施形態の燃料カット前後のノッキング判定の様子を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１    エンジン（内燃機関）
３    燃料噴射弁
４    点火栓
６    クランク角センサ
７    水温センサ
８    ノックセンサ
９    コントロールユニット
【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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【図７】
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