(57)【要約】【課題】  ノックセンサによる誤判定であるか否かを判断することなく、ノッキング誤判定により遅角側に制御されたエンジンの点火時期を正常な状態に戻す。【解決手段】  エンジンＥＣＵは、ＫＣＳ制御中であるか否かを判断するステップ（Ｓ１１０）と、ＫＣＳ制御中であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、点火時期が最遅角張付きかつ脱出制御禁止中でないと（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、脱出操作を実行するステップ（Ｓ１３０）と、再度張付きが発生すると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、脱出制御を禁止するステップ（Ｓ１５０）とを含むプログラムを実行する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関において発生するノッキングを検知するための検知手段と、
前記ノッキングが検知されたことに対応して、前記内燃機関の点火時期を遅角側に移行させるための遅角手段と、
最大遅角量を記憶するための記憶手段と、
前記変更手段により変更された遅角量が、前記記憶手段に記憶された最大遅角量近傍になると、前記変更された遅角量を低減させて進角側に移行させるように、前記内燃機関の点火時期を制御するための制御手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の制御装置は、前記制御手段により前記遅角量が低減された後に前記検知手段によりノッキングが検知されると、前記制御手段による遅角量を低減させる制御を禁止するための禁止手段をさらに含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記遅角手段は、前記制御手段により前記遅角量が低減された後に前記検知手段によりノッキングが検知されると、点火時期を遅角側へ移行させる制御をより早急に行なうための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記遅角手段は、前記制御手段により前記遅角量が低減された後に前記検知手段によりノッキングが検知されると、前記変更された遅角量まで点火時期を戻すための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記遅角手段により移行された点火時期の遅角量の絶対値が、予め定められた遅角量よりも大きい期間が予め定められた期間を超えると、最大遅角量近傍であると判断して、前記変更された遅角量を低減させて進角側に移行させるように制御するための手段を含む、請求項１〜４のいずれか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】
本発明は、内燃機関にノッキングが発生すると点火時期を遅角側に補正してノッキングの発生を抑制する内燃機関の制御装置に関し、特に、ノイズをノッキングとして誤検知した場合の内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、たとえば車両のエンジン等におけるノッキングの発生を抑制するには、エンジンの点火時期を基本点火時期より遅角側に補正することが有効であることはよく知られている。このため、ノッキングの発生を精度よく検出することが、ノッキングの抑制に不可欠である。ところで、ノッキングの発生を抑制するための点火時期制御装置では、エンジンのシリンダブロック等に設けたノッキングセンサ、通常は機関振動を電気信号に変換する圧電体や磁歪体等で構成されたノッキングセンサが用いられている。そして、このノッキングセンサの検出結果に基づきノッキングの発生を判断する場合の精度を向上させるための種々の技術が提案されている。たとえば、車両のワイパ作動時や照明点灯時等に発生する電気ノイズがノッキングセンサの信号ラインに重畳してノッキングを誤判断することを回避し、ノッキングの発生の判断精度の向上が図られている。
【０００３】
従来の点火時期制御装置においては、ノッキングの発生を誤判断し、ノッキングの発生を有効に抑制できない場合が生じた。この原因としては、電気ノイズに起因しないノイズがエンジンに発生し、このノイズに基づきノッキングの発生が誤判断されていることが考えられる。この電気ノイズに起因しないノイズが発生する一因としては、燃焼室内の燃焼圧波形の乱れが挙げられる。
【０００４】
燃焼室内の燃焼圧波形は点火時期と密接な関係にあり、点火時期が適切であれば、燃焼圧波形には上死点（ＴＤＣ：Top Dead Center）を越えた位置に燃料の燃焼・爆発によるピークが表われる。しかし、点火時期が不適切であれば（遅角させたり進角させたりすると）、燃焼圧波形には、ピストン上昇による圧縮のピークと燃料の燃焼・爆発によるピークとが、前者は上死点（ＴＤＣ）に後者は上死点を越えた位置にそれぞれ表われる。このように燃焼圧波形に２つのピークが表われると、燃焼室内の燃焼圧波形に乱れが生じる。そして、このように燃焼室内の燃焼圧波形に乱れが生じると、ピストンの挙動が不安定となりピストンがシリンダボアに衝突して打音が生じたり、シリンダブロックにこの衝突に起因する振動が生じる。燃焼室内における燃焼圧波形の乱れは点火時期の遅角に伴ってより顕著となるので、その遅角の程度等によっては、ピストンの打音や衝突に起因する振動がノッキング発生時における振動に近似した周波数や発生タイミングで起きる。このため、ノッキングの発生が誤判断される。なお、ノッキング発生時における振動に近似した周波数や発生タイミングで起きる振動（ピストンの打音や衝突に起因する振動）を、以下の説明において、ノッキングに擬似したノイズまたは単にノイズという。
【０００５】
このようにノッキングに擬似したノイズの発生をノッキングの発生であると誤判断すると、この判断に基づき点火時期が遅角制御されるので、誤った点火時期の遅角が行なわれるという問題があった。しかも、こうしてノッキングが発生していないにもかかわらず点火時期を遅角制御すると、ピストンの打音や衝突に起因する振動といった電気ノイズに起因しないノイズは、その振動レベルがさらに増大することも判明した。この結果、点火時期の遅角制御の都度のノイズが新たなノッキングと誤判断されることになって遅角制御が繰り返され、点火時期が最大遅角量に近づいて最大遅角量近傍の点火時期で推移する。このような事態に一旦陥ると、燃焼効率の低下やエンジンの性能低下を招く状態が継続する可能性がある。
【０００６】
なお、ピストンの衝突は、その発生頻度，衝撃の程度等がエンジンの個体差や経年変化，使用環境の相違等により異なり、一律ではない。たとえば、完成直後の同一型式のエンジンであっても、その部品精度や組み付け精度は許容される範囲内で相違し、エンジン個々に圧縮比等について個体差が生じる。このため、ピストンの打音や衝突に起因する振動がノッキングに擬似したノイズが発生する頻度は、エンジンの使用当初からエンジンごとに異なる。また、圧縮比や燃焼室壁面へのカーボン粒子の堆積等は、使用期間や使用環境等により経年変化するため同一のエンジンであっても変化する。よって、ノッキングに擬似したノイズが発生する頻度は、同一のエンジンであっても、経年変化や使用環境の相違等により異なる。このため、上記したように、ノッキングに擬似したノイズをノッキングであると誤判断することを繰り返すことによる不具合（燃焼効率やエンジン性能の低下）は、より顕著となる可能性がある。
【０００７】
特開平７−２４７９４７号公報（特許文献１）は、このような問題を解決して、ノッキングの誤判断に基づく点火時期の誤った遅角側への補正を回避することができる内燃機関の点火時期制御装置を開示する。この内燃機関の点火時期制御装置は、内燃機関の振動状態を検出し、該検出した振動状態に基づきノッキングの発生を判断するノッキング判断手段と、ノッキングが発生すると点火時期を遅角側に補正する点火時期制御手段とを有する内燃機関の点火時期制御装置であって、点火時期制御手段による点火時期の遅角側補正が行なわれた前後における振動状態を比較する振動状態比較手段と、該比較結果が、遅角側補正後の振動状態の振動レベルが該遅角側補正前の振動状態の振動レベルより大きい場合に、ノッキング判断手段の判断したノッキング発生を誤判断とする誤判断判定手段と、ノッキング判断手段の判断が該誤判断判定手段により誤判断とされたときには、点火時期制御手段による点火時期の遅角側補正が行なわれた後の点火時期を、その時の点火時期より進角側に矯正する点火時期矯正手段とを含む。
【０００８】
この内燃機関の点火時期制御装置によると、内燃機関の振動状態に基づきノッキング判断手段によりノッキングが発生したと判断されると、点火時期制御手段により点火時期を遅角側に補正してその後のノッキングの発生の抑制を図る。この際、点火時期制御手段による点火時期の遅角側補正が行なわれた前後における振動状態を振動状態比較手段により比較される。この振動状態比較手段の比較結果が遅角側補正後の振動状態の振動レベルが遅角側補正前の振動状態の振動レベルより大きい場合には、ノッキング判断手段によるノッキングの発生の判断に続いて点火時期の遅角側補正を行なっても内燃機関の振動状態はその振動レベルが遅角補正後に増大したことになる。この場合、ノッキング判断手段の判断が正しければ、点火時期の遅角側補正によりノッキングの発生が抑制されるので、遅角側補正後の振動状態の振動レベルは遅角側補正前の振動状態の振動レベルより低いはずである。したがって、振動状態比較手段の比較結果が遅角側補正後の振動状態の振動レベルが遅角側補正前の振動状態の振動レベルより大きい場合には、点火時期の遅角に伴うピストンの打音や衝突に起因する振動がノッキングに擬似したノイズとして発生して、このノイズがノッキング判断手段によりノッキングと誤判断されたことになる。よって、このノッキング判断手段の誤判断を誤判断判定手段により判断し、ノッキング判断手段の判断が誤判断であれば、点火時期制御手段による点火時期の遅角側補正が行なわれた後の点火時期を進角側に点火時期矯正手段により矯正する。この結果、ノッキングの誤判断に基づく点火時期の誤った遅角側補正を速やかに是正することができる。
【特許文献１】特開平７−２４７９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示された内燃機関の点火時期制御装置は、振動状態比較手段による、点火時期の遅角側補正が行なわれた前後における振動状態を的確に比較することが必須である。すなわち、遅角側補正後の振動状態の振動レベルが遅角側補正前の振動状態の振動レベルより大きいか否かを正確に判断しなければ、ノッキングに擬似したノイズと、実際のノッキングとを区別できない。ところが、そもそもノッキングであると誤判断するようなノイズは、ノッキングと同じ周波数、同じタイミング、同じ頻度で発生する場合があり、たとえばバンドパスフィルタによる区別が困難である。さらに、元来、ノッキング強度（レベル）は広く分布しているため、ある瞬間のノッキング信号の強度に基づいて、次のサンプリングタイム（たとえば、このサンプリングタイム間に遅角処理された）においても、ノッキング信号の強度は大きくなる場合も小さくなる場合もあり、特許文献１のように一律に比較することは困難である。すなわち、遅角処理前後で、ノッキング信号の強度を比較して、ノッキングであるのか、ノッキングに擬似したノイズであるのかを区別することが困難である。
【００１０】
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、ノックセンサによる誤判定であるか否かを判断することなく、ノッキング誤判定により遅角側に制御された内燃機関の点火時期を正常な状態に戻すことができる、内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関において発生するノッキングを検知するための検知手段と、ノッキングが検知されたことに対応して、内燃機関の点火時期を遅角側に移行させるための遅角手段と、最大遅角量を記憶するための記憶手段と、変更手段により変更された遅角量が、記憶手段に記憶された最大遅角量近傍になると、変更された遅角量を低減させて進角側に移行させるように、内燃機関の点火時期を制御するための制御手段とを含む。
【００１２】
第１の発明によると、ＫＣＳ（Knock Control System）においては、検知手段によりノッキングが検知されると、内燃機関の点火時期が遅角側になるように遅角手段により制御される。このノッキングの検知が誤検知であって、ノッキングに擬似するノイズである場合には、内燃機関の点火時期を遅角させてもノッキングの検知が継続する。特に、内燃機関の点火時期を遅角させてゆくと、燃焼室内の燃焼圧波形により顕著な乱れが生じて、ピストンの挙動が不安定となりピストンがシリンダボアに衝突して打音が生じたり、シリンダブロックにこの衝突に起因する振動が生じて、よりノイズをノッキングと誤検知する場合がある。すなわち、点火時期を遅角させる制御が行なわれる都度、ノイズが新たなノッキングと誤判断されることになって遅角制御が繰り返され、点火時期の遅角量が最大遅角量に近づいてその近傍での点火時期で張り付く。このような事態になると、すなわち、点火時期の遅角量が最大遅角近傍で張り付いてしまうと、制御手段により一旦強制的に遅角量を低減させて進角側に移行させる。このように、一旦遅角量を低減させた場合に、検知手段によりノッキングが検知されなくなると、今まで検知手段が検知していたノッキングはノイズであると判断されて、ＫＣＳによりノッキングが検知されない程度まで点火時期が進角側に移行され、最適点火時期で混合気に着火される。なお、一旦遅角量を低減させた場合であっても、検知手段によりノッキングが検知されると、今まで検知手段が検知していたノッキングは実際に発生しているノッキングであることになり、最大遅角量近傍でも実際にノッキングが発生していたことになる。このような場合には、早急に元の最大遅角量近傍まで点火時期を遅角させるようにするようにするとよい。その結果、ノックセンサによる誤判定であるか否かを判断することなく、ノッキング誤判定により遅角側に制御された内燃機関の点火時期を正常な状態に戻すことができる、内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１３】
第２の発明に係る内燃機関の制御装置は、第１の発明の構成に加えて、制御手段により遅角量が低減された後に検知手段によりノッキングが検知されると、制御手段による遅角量を低減させる制御を禁止するための禁止手段をさらに含む。
【００１４】
第２の発明によると、一旦遅角量を低減させた場合であっても、検知手段によりノッキングが検知されると、今まで検知手段が検知していたノッキングは実際に発生しているノッキングであることになる。すなわち、最大遅角量近傍でも実際にノッキングが発生していたことになる。このように場合には、禁止手段により、遅角量を低減させる制御（進角側に移行させる制御）を禁止させる。これにより、遅角量を一旦低減させた場合であってもノッキングが発生していることが検知されると、それ以降の遅角量を一旦低減させて進角側に移行させる制御が行なわれることがなくなる。
【００１５】
第３の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、遅角手段は、制御手段により遅角量が低減された後に検知手段によりノッキングが検知されると、点火時期を遅角側へ移行させる制御をより早急に行なうための手段を含む。
【００１６】
第３の発明によると、一旦遅角量を低減させた場合であっても、検知手段によりノッキングが検知されると、今まで検知手段が検知していたノッキングは実際に発生しているノッキングであることになる。すなわち、最大遅角量近傍でも実際にノッキングが発生していたことになる。このように場合には、早急に元の最大遅角量近傍まで点火時期を遅角させて、ノッキングの発生を速やかに抑制することができる。
【００１７】
第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、遅角手段は、制御手段により遅角量が低減された後に検知手段によりノッキングが検知されると、変更された遅角量まで点火時期を戻すための手段を含む。
【００１８】
第４の発明によると、一旦遅角量を低減させた場合であっても、検知手段によりノッキングが検知されると、今まで検知手段が検知していたノッキングは実際に発生しているノッキングであることになる。すなわち、最大遅角量近傍でも実際にノッキングが発生していたことになる。このように場合には、すぐに元の最大遅角量近傍まで点火時期を遅角させて、ノッキングの発生を速やかに抑制することができる。
【００１９】
第５の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、遅角手段により移行された点火時期の遅角量の絶対値が、予め定められた遅角量よりも大きい期間が予め定められた期間を超えると、最大遅角量近傍であると判断して、変更された遅角量を低減させて進角側に移行させるように制御するための手段を含む。
【００２０】
第５の発明によると、検知手段によりノッキングに擬似したノイズが検知されると、遅角手段により内燃機関の点火時期が遅角される。このような場合に、遅角量が最大遅角量になったから直ちに遅角量を低減させたのでは制御安定性に問題が生じる。すなわち、瞬間的に遅角量が最大遅角量になったのではなく、遅角量の絶対値が予め定められた遅角量よりも大きい期間が予め定められた期間を超えると（すなわち、張り付いている状態が継続していると）、一旦遅角量を低減させて、検知手段によりノッキングを検知するか否かを判断する。これにより、制御安定性を高めることができる。
【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じである。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】
図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載した自動車用エンジン制御システムを表わす概略の構成図である。
【００２３】
図１に示すように、エンジン１００の吸気通路２００には、吸入空気の取り入れ口から、エアクリーナ３００、スロットルバルブ５００、吸入空気の脈動を抑えるサージタンク６００およびエンジン１００に燃料を供給する燃料噴射弁７００が設けられている。吸気通路２００を介して吸入される吸入空気は、燃料噴射弁７００から噴射される燃料と混合されて、エンジン１００の燃焼室１１０内に吸入される。この燃料混合気は、燃焼室１１０内で点火プラグ１２０によって火花点火され、エンジン１００を駆動させる。燃焼室１１０内で燃焼したガス（排気）は、排気通路１５０を介して触媒コンバータ１６０に導かれて浄化された後、大気側に排出される。
【００２４】
点火プラグ１２０には、ディストリビュータ２１０を介してイグナイタ２２０からの高電圧が印加され、この印加タイミングによって点火時期が決定される。なお、ディストリビュータ２１０は、イグナイタ２２０で発生した高電圧を各気筒の点火プラグ１２０に分配するためのもので、このディストリビュータ２１０には、たとえば１回転に２４個のパルス信号を出力する回転速度センサ２３０が設けられている。
【００２５】
さらに、エンジン１００には、その運転状態を検出するためのセンサとして、回転速度センサ２３０のほか、スロットルバルブ５００の開度を検出するとともにスロットルバルブ５００の全閉状態を検出するアイドルスイッチを内蔵したスロットルポジションセンサ５１０、吸気通路２００に配設されて吸入空気（吸気）の温度を検出する吸気温センサ５２０、吸気の量を検出するエアフロメータ５３０、サージタンク６００にて吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ５６０、シリンダブロックに配設されて冷却水温を検出する水温センサ５４０、シリンダブロックに配設されてノッキングの発生状況を検出するノッキングセンサ５８０、排気通路１５０における触媒コンバータ１６０の上流側に配設されて排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ５５０および車両の速度を検出する車速センサ５７０等が設けられる。なお、このノッキングセンサ５８０は、機関振動を電気信号に変換する圧電体や磁歪体等で構成されており、このノッキングセンサ５８０からはシリンダブロックの振動状態（振動レベル）が検出される。
【００２６】
前述した各センサの検出信号は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００に入力される。図２に示すように、ＥＣＵ１０００は、マイクロコンピュータを中心とする論理演算回路１０１０として構成され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従ってエンジン１００を制御するための各種演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２０と、ＣＰＵ１０２０で各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）１０３０と、同じくＣＰＵ１０２０で各種演算処理を実行するのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ（Random Access Memory）１０４０と、ノッキングセンサ５８０から信号が入力される入力処理回路１０５０と、ＣＰＵ１０２０での演算結果に応じて燃料噴射弁７００およびイグナイタ２２０等に駆動信号を出力する出力処理回路１０６０とを含む。また、ＥＣＵ１０００は、バッテリに接続された電源回路を備え、出力処理回路１０６０からの高電圧の印加も可能となっている。
【００２７】
このような構成を有するＥＣＵ１０００によって、エンジン１００の運転状態に応じて燃料噴射弁７００およびイグナイタ２２０が制御されて、燃料噴射制御や点火時期制御、あるいは空燃比制御等が行なわれる。
【００２８】
図３を参照して、点火時期に対する各種エンジンの状態量の変化を示す。横軸に、点火時期を、縦軸にエンジン１００の各種状態量を表わす。ノック発生域は、エンジン点火時期を進角側にするとノックが発生する傾向が強くなる。なお、このノック発生域は、エンジン１００の状態によって異なる。また、点火時期の進角とは、上死点（ＴＤＣ）手前方向への点火時期変化を表わし、遅角とは上死点（ＴＤＣ）経過方向への点火時期の変化を示している。
【００２９】
エンジン１００の発生トルクは、最終的点火時期において最大トルクとなり、点火時期が遅角側に移行しても進角側に移行してもその発生トルクは低下する。この発生トルクと相反する関係にあるのが燃費である。発生トルクが高いほど燃費は低く発生トルクが低いほど燃費は高くなる。
【００３０】
また排気温は、点火時期が遅角側になるほど高くなる。これは、点火時期が遅角側（ＴＤＣ経過後）になるため燃焼直後の排気ガスが排気バルブから排気通路１５０に排出されるためである。
【００３１】
また、ＮＯｘやＣＯについても、図３に示すように燃焼温度が高いとＮＯｘが多くなり、燃焼温度が高いとＣＯが少なくなる。
【００３２】
図４を参照して、ＲＯＭ１０３０に記憶されるノック強度に対する遅角速度のマップを示す。なお、このマップは、ＲＡＭ１０４０に記憶されていてもよい。
【００３３】
図４に示すようにノック強度に対する遅角速度には２種類のマップが設定されている。図４に示すように、ノック強度に対して遅角速度の傾斜が緩やかな通常時用のマップと、ノック強度に対して遅角速度の変化の傾きが大きい脱出時用マップの２種類のマップである。
【００３４】
通常時用マップは、ノック強度が高いほど近く速度が速くなるように設定されている。脱出時用マップは、この通常時用マップよりもさらに遅角速度が大きくなるように設定されている。脱出時用マップは、エンジン１００においてノッキングが発生していないのにノッキングであると誤検知したと判断して強制的に遅角量を削減させたら（進角側に移行させたら）、本当にノッキングが発生していて大きなノッキングが発生してしまったときに、急激にエンジン点火時期を遅角させるために用いられるマップである。
【００３５】
図５を参照して、ＣＰＵ１０００において実行されるプログラムの概略構造について説明する。
【００３６】
Ｓ１１０にて、ＣＰＵ１０２０は、ＫＣＳ制御中であるか否かを判断する。この判断は、ＲＡＭ１０４０に記憶されたフラグなどに基づいて行われる。ＫＣＳ制御中であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００３７】
Ｓ１２０にて、ＣＰＵ１０２０は、点火時期が最遅角張付きかつ脱出制御禁止中でないか否かを判断する。最遅角については、ＲＯＭ１０３０やＲＡＭ１０４０に記憶されている。また、脱出制御禁止中であるか否かは、ＲＡＭ１０４０に記憶されたフラグに基づいて判断される。点火時期が最遅角張付きかつ脱出制御禁止中でないと（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００３８】
Ｓ１３０にて、ＣＰＵ１０２０は、脱出操作を実行する。すなわち、ダイノック検出時の遅角速度を拡大した上で、ＫＣＳ遅角量を強制的に削除する。すなわち、ここではまずＫＣＳ制御の制御ゲイン（ノック信号を検出したときの遅角速度）を変更する。具体的には、大きいノック信号を検出したときの遅角速度を速めておく。次いで、ＫＣＳ遅角量を強制的に所定の角度だけ削減する。
【００３９】
Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ１０２０は、再度遅角量の張付きが発生したか否かを判断する。すなわち、再度最遅角に張り付いてしまったか否かが判断される。再度張付きが発生すると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、この処理は終了する。Ｓ１５０にて、ＣＰＵ１０２０は、脱出制御禁止処理を実行する。このとき、具体的には、脱出禁止フラグをセットする。この結果、脱出禁止フラグxzkcsxが１にセットされる。
【００４０】
図６および図７を参照して、ＣＰＵ１０２０で実行されるプログラムの詳細な制御構造について説明する。
【００４１】
Ｓ１１００にて、ＣＰＵ１０２０は、ノックセンサ５８０から入力された信号の処理を実行する。このとき、ノックセンサ５８０から入力された信号が、入力処理回路５０５０に入力されて、フィルタリングやサンプルホールドなどの信号処理が実行される。
【００４２】
Ｓ１２００にて、ＣＰＵ１０２０は、入力信号強度がノック判定レベルよりも大きいか否かを判断する。入力信号強度がノック判定レベルよりも大きい場合には（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、処理はＳ１３００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２００にてＮＯ）、処理はＳ１８００へ移される。
【００４３】
Ｓ１３００にて、ＣＰＵ１０２０は、脱出制御中であるか否かを判断する。この判断は、ＲＡＭ１０４０に記憶されたフラグxzkcsが１であるか否かにより判断される。脱出制御中であると（xzkcsが１であると）（Ｓ１３００にてＹＥＳ）、処理はＳ１７００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３００にてＮＯ）、処理はＳ１４００へ移される。
【００４４】
Ｓ１４００にて、ＣＰＵ１０２０は、ノック強度から遅角量加算幅が算出される。このときの加算幅はΔakcsとして表わす。また、このとき図４に示す通常時用マップが用いられる。Ｓ１５００にて、ＣＰＵ１０２０は、ＫＣＳ遅角量を更新する。このとき、ＫＣＳ遅角量は増加される。そのため、akcs＝akcs＋Δakcsとして算出される。
【００４５】
Ｓ１６００にて、ＣＰＵ１０２０は、最大遅角ガード処理を実行する。すなわち、Ｓ１５００にて算出された遅角量akcsが予め定められたしきい値ＡＫＭＡＸ以下であるか否かが確認される。
【００４６】
Ｓ１７００にて、ＣＰＵ１０２０は、ノック強度−遅角量加算幅を算出する。このとき、遅角量加算幅はΔakcsとして算出される。このとき、図４の脱出時用マップが使用される。このＳ１７００の処理の後、処理はＳ１５００へ移される。
【００４７】
Ｓ１８００にて、ＣＰＵ１０２０は、ＫＣＳ遅角量を削減する。すなわち、ノックセンサ５８０からの入力信号の強度が判定レベルより小さい場合はＫＣＳ遅角量を減らすことになる。Ｓ１９００にて、ＣＰＵ１０２０は、最小遅角ガード処理を実行する。すなわち、遅角量akcsが０以上であることを確認する。このＳ１９００の処理の後、処理はＳ２０００へ移される。
【００４８】
Ｓ２０００にて、ＣＰＵ１０２０は、遅角量がＭＡＸ付近であるか否かを判断する。このとき、ＤＡＫＭＡＸが、遅角が最大値に近いか否かを判定するためのしきい値として用いられる。すなわち、（ＡＫＭＡＸ−akcs）がＤＡＫＭＡＸよりも小さいか否かが判断される。遅角量がＭＡＸ近傍であると（Ｓ２０００にてＹＥＳ）、処理はＳ２１００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０００にてＮＯ）、処理はＳ２２００へ移される。
【００４９】
Ｓ２１００にて、ＣＰＵ１０２０は、張付きカウンタをカウントアップする。このとき、カウンタ値czkcs＝czkcs＋１の演算が実行される。
【００５０】
Ｓ２２００にて、ＣＰＵ１０２０は、張付きカウンタをカウントダウンする。このとき、変数czkcs＝czkcs−１の演算が実行される。
【００５１】
図７を参照して、Ｓ２３００にて、ＣＰＵ１０２０は、脱出制御禁止中であるか否かを判断する。このとき、ＲＡＭ１０４０に記憶されたフラグxzkcsxが１にセットされているか否かが判断される。脱出制御が禁止中であると（Ｓ２３００にてＹＥＳ）、処理はＳ３２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２３００にてＮＯ）、処理はＳ２４００へ移される。なお、このフラグxzkcsxは脱出制御禁止フラグである。
【００５２】
Ｓ２４００にて、ＣＰＵ１０２０は、張付きカウンタが張付け判定値よりも大きいか否かを判断する。張付け判定値をしきい値ＣＺＫＣＳ１として用いて、張付きカウンタczkcsがしきい値ＣＺＸＫＣＳ１よりも大きいか否かが判断される。張付きカウンタが張付け判定値よりも大きいと（Ｓ２４００にてＹＥＳ）、処理はＳ２５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２４００にてＮＯ）、処理はＳ３０００へ移される。
【００５３】
Ｓ２５００にて、ＣＰＵ１０２０は、脱出制御実行中であるか否かが判断される。この判断は、ＲＡＭ１０４０に記憶されたフラグxzkcsに１がセットされているか否かにより行われる。脱出制御実行中であると（Ｓ２５００にてＹＥＳ）、処理はＳ２８００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２５００にてＮＯ）、処理はＳ２６００へ移される。
【００５４】
Ｓ２６００にて、ＣＰＵ１０２０は、遅角量を強制削減する。すなわち、ＫＣＳ遅角量を強制的に削減する。ＺＡＫＣＳを遅角強制削減量として、akcs＝akcs−ＺＡＫＣＳの演算が実行される。Ｓ２７００にて、ＣＰＵ１０２０は、脱出制御フラグをセットする。すなわち、フラグxzkcsに１をセットする。このＳ２７００の処理の後、処理はＳ３２００へ移される。
【００５５】
Ｓ２８００にて、ＣＰＵ１０２０は、脱出禁止フラグをセットする。すなわちフラグxzkcsxに１をセットする。Ｓ２９００にて、ＣＰＵ１０２０は、脱出制御フラグをリセットする。すなわちフラグxzkcsに０をセットする。このＳ２９００の処理の後、処理はＳ３２００へ移される。
【００５６】
Ｓ３０００にて、ＣＰＵ１０２０は、張付きカウンタが復帰判定値よりも小さいか否かを判断する。すなわち、最遅角から脱出できたか否かが判断される。このとき、ＣＺＫＣＳ２を復帰判定を表わすしきい値として用いて、張付きカウンタczkcsがしきい値ＣＺＫＣＳ２よりも小さいか否かが判断される。張付きカウンタが復帰判定値よりも小さいと（Ｓ３０００にてＹＥＳ）、処理はＳ３１００へ移される。もしそうでないと（Ｓ３０００にてＮＯ）、処理はＳ３２００へ移される。
【００５７】
Ｓ３１００にて、ＣＰＵ１０２０は、脱出制御フラグをリセットする。すなわち、フラグxzkcsに０をセットする。このＳ３１００の処理の後、処理はＳ３２００へ移される。
【００５８】
Ｓ３２００にて、ＣＰＵ１０２０は、バックグラウンドレベルを算出する。すなわち、ノックセンサ５８０からの信号を統計処理してバックグラウンドレベルを計算する。Ｓ３３００にて、ＣＰＵ１０２０は、Ｓ３２００にて算出されたバックグラウンドレベルに基づいて、ノック判定レベルを算出する。
【００５９】
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エンジン制御システムの動作について説明する。
【００６０】
エンジン１００の運転中にノックセンサ５８０からの入力処理が行われ（Ｓ１１００）、ノックセンサ５８０からの入力信号強度がノック判定レベルよりも大きいと（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、脱出制御中であるか否かが判断される（Ｓ１３００）。脱出制御中でない場合には（Ｓ１３００にてＮＯ）、図４に示す通常時マップを用いてノック強度から遅角量の加算幅であるΔakcsが算出される。ＫＣＳの遅角量が増加するように更新され（Ｓ１５００）、ＫＣＳ遅角量akcs＝akcs＋Δakcsとして算出される。この遅角量akcsが最大遅角量を示すしきい値ＡＫＭＡＸ以下であることが確認され（Ｓ１６００）、遅角量がＭＡＸ付近であるか否かが判断される（Ｓ２０００）。
【００６１】
遅角量がＭＡＸ付近であると（Ｓ２０００にてＹＥＳ）、張付きカウンタがカウントアップされる。すなわち、図８に示すように、張付き判定カウンタとして張付きカウンタがカウントアップしていく。このとき、遅角量の絶対値がカウントアップ判定レベルよりも大きいと（ＡＫＭＡＸに近いと）張付き判定カウンタがカウントアップされる。すなわち、遅角量がＭＡＸ近傍であるたびに張付きカウンタがカウントアップされ遅角量がＭＡＸ近傍でなくなると張付きカウンタがカウントダウンされる。そのため、図８に示すように張付きカウンタは増加したり減少したりする。
【００６２】
このような状態でノイズをノッキングとして判定している場合には、エンジン１００の点火時期を遅角側にするように遅角量の絶対値を大きくしていってもノックセンサ５８０から高い強度の入力信号が入力される。そのため、さらに、ＫＣＳ遅角量が増加するように更新され（Ｓ１５００）、最大遅角ガードを超えるまではＫＣＳ遅角量が増加するように更新される。遅角量がＭＡＸ近傍であるたびに張付きカウンタがカウントアップされていき、張付きカウンタが張付き判定値よりも大きくなると（Ｓ２４００にてＹＥＳ）、脱出制御が実行中でない場合には（Ｓ２５００にてＮＯ）、遅角量が強制的に削減される（Ｓ２６００）。脱出制御フラグがセットされ（Ｓ２７００）、このような状態においてノックセンサ５８０からの入力信号強度がノック判定レベル以下になると（Ｓ１２００にてＮＯ）、ＫＣＳ遅角量が削減されていく（Ｓ１８００）。
【００６３】
一方、遅角量を強制的に削減しても（Ｓ２６００）、入力信号強度がノック判定レベルよりも大きく（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、脱出制御中であると（Ｓ１３００にてＹＥＳ）、図４に示す脱出時用マップを用いて遅角量の加算幅が算出される。このとき、ノック強度に対して通常時よりも大きな遅角速度となるように遅角量が更新される（Ｓ１５００）。すなわち、通常時よりも脱出時の方がより速く大きな遅角量になるように制御される。図８に示す遅角量の強制削減が行われた後（Ｓ２６００）、相変わらずノックセンサ５８０からの入力信号強度がノック判定レベルよりも大きいということは、実際にノッキングが発生している可能性が非常に高いということになる。そのため、一旦遅角量を強制削減した処理は誤りであるため、遅角量を大きく加算するように脱出時用マップを用いてＫＣＳ遅角量が更新される。
【００６４】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジン制御システムによると、ノッキングに擬似するノイズとノッキングとを正確に区別することが困難な場合であって、ＫＣＳ制御によりエンジンの点火時期が最大遅角量近傍に張り付いた場合においては、一旦最大遅角量近傍にある遅角量を強制的に削減して進角側に移行させる。この処理を行なった場合においてノックセンサからの入力信号強度がノック判定レベルよりも小さいと、検知していたノックセンサからの信号はノイズであると判定され進角側に制御が移行していく。一方、強制的に遅角量を削減しても相変わらずノックセンサからの入力信号レベルがノック判定レベルよりも高いと最大遅角量近傍においてノックセンサにより検知された信号はノッキングであることを示していたことになる。そのため、この状態では大きなノッキングが実際に発生しているため、急激に遅角量を増加させてノッキングの発生を抑制するように制御する。
【００６５】
すなわち、本実施の形態に係るエンジン制御システムにおいては、ＫＣＳ制御が何らかの原因で最大遅角量近傍に張り付いて、その部分から復帰していない状態に陥った場合、強制的に点火時期を進角側に移行させて、ＫＣＳ制御による最大遅角量に張り付いている状態から脱出させる。そのとき、脱出させた後もノッキングが発生し続けている場合であって再度張付き状態になる場合には、本当にノッキングがその点火時期（最大遅角量近傍）で発生しているので、これ以降は脱出のための進角側への移行制御を禁止するとともに、エンジンの点火時期を急激に遅角側に移行させる。
【００６６】
なお、上述した実施の形態においては、エンジンの点火時期が最大遅角量近傍に張り付いている場合において一旦遅角量を強制的に削減するようにした。しかしながら、本発明はこのような処理に限定されない。すなわち、ノッキングが発生している場合にあっては脱出時用マップを用いて遅角速度を速くして遅角量を最大遅角量近傍に早急になるようにするのではなく（マップにより遅角速度を求めるのではなく）、直ちに遅角量を元の状態（すなわち張り付いていた最も最新の遅角量）に戻すようにして、さらに脱出制御を禁止するようにしてもよい。
【００６７】
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】
【００６８】
【図１】本実施の形態に係る自動車用エンジン制御システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１のＥＣＵの構成を示す制御ブロック図である。
【図３】点火時期による各種状態量の変化を示す図である。
【図４】図２のＲＯＭまたはＲＡＭに記憶されるマップを示す図である。
【図５】本実施の形態に係る自動車用エンジン制御システムのＥＣＵで実行されるプログラムの全体構造を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係る自動車用エンジン制御システムのＥＣＵで実行されるプログラムの詳細構造を示すフローチャート（その１）である。
【図７】本実施の形態に係る自動車用エンジン制御システムのＥＣＵで実行されるプログラムの詳細構造を示すフローチャート（その２）である。
【図８】本実施の形態に係る自動車用エンジン制御システムにおけるタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１００  エンジン、１１０  燃焼室、１２０  点火プラグ、１５０  排気通路、２００  吸気通路、２１０  ディストリビュータ、２２０  イグナイタ、２３０  回転速度センサ、３００  エアクリーナ、５００  スロットルバルブ、５１０  スロットルポジションセンサ、５２０  吸気温センサ、５３０  エアフローメータ、５４０  水温センサ、５５０  酸素センサ、５６９  吸気管圧力センサ、５７０  車速センサ、５８０  ノッキングセンサ、６００  サージタンク、７００  燃料噴射弁、１０００  ＥＣＵ、１０１０  論理演算回路、１０２０  ＣＰＵ、１０３０  ＲＯＭ、１０４０  ＲＡＭ、１０５０  入力処理回路、１０６０  出力処理回路。
【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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【図８】
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