(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒が設けられた内燃機関の点火時期制御装置であって、
気筒毎に補正された前記内燃機関の振動の強度を、気筒毎に複数の点火サイクルにおいて検出するための検出手段と、
検出された強度が第１の判定値より大きい場合、点火時期を遅角するための制御手段と、
複数の気筒において検出された強度に応じた第２の判定値を設定するための設定手段と、
前記第２の判定値以上の強度が検出された頻度をカウントするための手段と、
前記第２の判定値以上の強度が検出された頻度が予め定められた頻度よりも大きい場合に前記第１の判定値が小さくなるように補正するための補正手段とを備える、内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において小さくなるように補正された前記内燃機関の振動の強度を検出するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において大きくなるように補正された前記内燃機関の振動の強度を検出するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項４】
複数の気筒において検出された強度の平均値を算出するための手段と、
検出された強度が大きいほど大きくなる更新量を定め、かつ更新量を制限せずに更新することにより、検出された強度の中央値を表わす第１の値を算出するための算出手段と、
検出された強度が大きいほど大きくなる更新量を定め、かつ更新量を前記制限値以下に制限して更新することにより、検出された強度の標準偏差を表わす第２の値を算出するための手段とをさらに備え、
前記設定手段は、零より大きい係数と前記第２の値との積を前記第１の値に加算することにより前記第２の判定値を設定するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項５】
前記設定手段は、前記係数と前記第２の値との積に加えて、検出された強度が大きいほど大きくなり、かつ前記制限値以下に制限される更新量を前記第１の値に加算することにより前記第２の判定値を設定するための手段を含む、請求項４に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項６】
前記算出手段は、検出された強度が大きいほど大きくなるとともに前記平均値が大きいほど小さくなるように定められる値と前記更新量とを用いるとともに、前記更新量を制限せずに更新することにより、前記第１の値を算出するための手段を含む、請求項４または５に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項７】
複数の気筒が設けられた内燃機関の点火時期制御方法であって、
気筒毎に補正された前記内燃機関の振動の強度を、気筒毎に複数の点火サイクルにおいて検出するステップと、
検出された強度が第１の判定値より大きい場合、点火時期を遅角するステップと、
複数の気筒において検出された強度に応じた第２の判定値を設定するステップと、
前記第２の判定値以上の強度が検出された頻度をカウントするステップと、
前記第２の判定値以上の強度が検出された頻度が予め定められた頻度よりも大きい場合に前記第１の判定値が小さくなるように補正するステップとを備える、内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項８】
前記内燃機関の強度を検出するステップは、前記複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において小さくなるように補正された前記内燃機関の振動の強度を検出するステップを含む、請求項７に記載の内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項９】
前記内燃機関の強度を検出するステップは、前記複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において大きくなるように補正された前記内燃機関の振動の強度を検出するステップを含む、請求項７に記載の内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項１０】
複数の気筒において検出された強度の平均値を算出するステップと、
前記平均値が大きいほど小さくなるように制限値を定めるステップと、
検出された強度が大きいほど大きくなる更新量を定め、かつ更新量を制限せずに更新することにより、検出された強度の中央値を表わす第１の値を算出するステップと、
検出された強度が大きいほど大きくなる更新量を定め、かつ更新量を前記制限値以下に制限して更新することにより、検出された強度の標準偏差を表わす第２の値を算出するステップとをさらに備え、
前記第２の判定値を設定するステップは、零より大きい係数と前記第２の値との積を前記第１の値に加算することにより前記第２の判定値を設定するステップを含む、請求項７〜９のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項１１】
前記第２の判定値を設定するステップは、前記係数と前記第２の値との積に加えて、検出された強度が大きいほど大きくなり、かつ前記制限値以下に制限される更新量を前記第１の値に加算することにより前記第２の判定値を設定するステップと、
前記平均値が大きいほどより小さい補正量で前記第２の判定値を補正するステップとを含む、請求項１０に記載の内燃機関の点火時期制御方法。
【請求項１２】
前記第１の値を算出するステップは、検出された強度が大きいほど大きくなるとともに前記平均値が大きいほど小さくなるように定められる値と前記更新量とを用いるとともに、前記更新量を制限せずに更新することにより、前記第１の値を算出するステップを含む、請求項１０または１１に記載の内燃機関の点火時期制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火時期制御装置および点火時期制御方法に関し、特に、内燃機関の振動の強度と判定値とを比較した結果に応じて点火時期を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ノッキング（ノック）の有無を判定する様々な方法が提案されている。たとえば、内燃機関より検出される振動の強度が、ノック判定値より大きいか否かによりノッキングの発生を判定する技術がある。しかしながら、内燃機関において検出される振動の強度は、内燃機関およびノックセンサなどの経年変化により変化し得る。また、内燃機関において検出される振動の強度は、内燃機関の個体毎に異なり得る。そのため、ノッキングの有無を精度よく判定するには、内燃機関において実際に検出される強度に応じてノック判定値を補正することが望ましい。
【０００３】
特開２００７−２５５１９５号公報（特許文献１）は、内燃機関で発生する振動の強度を複数回検出するための検出部と、検出部により検出された各強度に応じて、ノッキングに起因する振動の強度に関するノック強度を算出するための第１の算出部と、ノック強度と予め定められた第１の判定値とを比較した結果に基づいて、内燃機関の点火時期を制御するための制御部と、検出部により検出された強度の中央値および標準偏差を算出するための第２の算出部と、標準偏差および予め定められた係数の積を中央値に加算して算出される第２の判定値が第１の判定値よりも大きい場合、制御部により点火時期が遅角される度合が大きくなるように、第１の判定値を補正するための第２の補正部とを含む、内燃機関の点火時期制御装置を開示する。
【０００４】
この公報に記載の点火時期制御装置によると、内燃機関で発生する振動の強度が複数回検出される。検出された各強度に応じて、ノッキングに起因する振動の強度に関するノック強度が算出される。このノック強度と予め定められた判定値とを比較した結果に基づいて、内燃機関の点火時期が制御される。たとえば、ノック強度が判定値よりも大きいと点火時期が遅角され、ノック強度が判定値よりも小さいと点火時期が進角される。標準偏差および予め定められた係数の積を中央値に加算して算出される第２の判定値が第１の判定値よりも大きい場合、制御部により点火時期が遅角される度合が大きくなるように、第１の判定値が補正される。これにより、ノッキングが頻発したといえる状態において、振動の強度と比較される判定値が、内燃機関で発生する振動に対して過大になることを抑制することができる。そのため、点火時期の遅角を行ない易くすることができる。その結果、ノッキングの発生を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００７−２５５１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、内燃機関においては、吸気バルブもしくは排気バルブが閉じる際に発生する振動、燃料ポンプ（特に、筒内直接噴射インジェクタの高圧燃料ポンプ）による振動などのノイズが発生する。複数の気筒が設けられた内燃機関では、ノイズが重畳する気筒とノイズが重畳しない気筒とが混在し得る。したがって、検出される強度には、ノイズが重畳する気筒の強度とノイズが重畳しない気筒の強度とが含まれ得る。そのため、検出された強度の中央値および標準偏差に基づいて判定値を設定した場合、判定値がノイズの影響を受けて誤って設定され得る。この場合、点火時期の制御性が悪化し得る。しかしながら、特開２００７−２５５１９５号公報には、このような課題に関する開示も示唆もない。
【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、点火時期の制御性を向上することができる内燃機関の点火時期制御装置および点火時期制御方法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点火時期制御装置は、複数の気筒が設けられた内燃機関の点火時期制御装置である。この点火時期制御装置は、気筒毎に補正された内燃機関の振動の強度を、気筒毎に複数の点火サイクルにおいて検出するための検出手段と、検出された強度および第１の判定値を比較した結果に応じて内燃機関の点火時期を制御するための制御手段と、複数の気筒において検出された強度に応じた第２の判定値を設定するための設定手段と、第２の判定値以上の強度が検出された頻度をカウントするための手段と、第２の判定値以上の強度が検出された頻度に応じて第１の判定値を補正するための補正手段とを備える。第８の発明に係る内燃機関の点火時期制御方法は、第１の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様の要件を備える。
【０００８】
この構成によると、気筒毎に複数の点火サイクルにおいて内燃機関の振動の強度が検出される。内燃機関の振動の強度および第１の判定値を比較した結果に応じて内燃機関の点火時期が制御される。第１の判定値は、第２の判定値以上の強度が検出された頻度に応じて補正される。第２の判定値は、複数の気筒において検出された強度に応じて設定される。気筒毎に補正された内燃機関の振動の強度が検出される。たとえば、ノイズが重畳する気筒の強度が小さくなるように補正されるとともに、ノイズが重畳しない気筒の強度が大きくなるように補正される。これにより、ノイズが重畳する気筒の強度とノイズが重畳しない気筒の強度との差を小さくすることができる。そのため、第２の判定値に与えるノイズの影響を小さくすることができる。このような第２の判定値に基づいて、点火時期を制御するために用いられる第１の判定値が補正される。その結果、点火時期の制御性を向上することができる内燃機関の点火時期制御装置もしくは点火時期制御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点火時期制御装置においては、第１の発明の構成に加え、検出手段は、複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において小さくなるように補正された内燃機関の振動の強度を検出するための手段を含む。第９の発明に係る内燃機関の点火時期制御方法は、第２の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様の要件を備える。
【００１０】
この構成によると、複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において内燃機関の振動の強度が小さくなるように補正される。これにより、たとえば、ノイズが重畳する気筒の強度が小さくなるように補正することができる。そのため、ノイズが重畳する気筒の強度とノイズが重畳しない気筒の強度との差を小さくすることができる。その結果、第１の判定値を補正するために用いられる第２の判定値に与えるノイズの影響を小さくすることができる。
【００１１】
第３の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置においては、第１の発明の構成に加え、検出手段は、複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において大きくなるように補正された内燃機関の振動の強度を検出するための手段を含む。第１０の発明に係る内燃機関の点火時期制御方法は、第３の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様の要件を備える。
【００１２】
この構成によると、複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において内燃機関の振動の強度が大きくなるように補正される。これにより、たとえば、ノイズが重畳しない気筒の強度が大きくなるように補正することができる。そのため、ノイズが重畳する気筒の強度とノイズが重畳しない気筒の強度との差を小さくすることができる。その結果、第１の判定値を補正するために用いられる第２の判定値に与えるノイズの影響を小さくすることができる。
【００１３】
第４の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、制御手段は、検出された強度が第１の判定値より大きい場合、点火時期を遅角するための手段を含む。補正手段は、第２の判定値以上の強度が検出された頻度が予め定められた頻度よりも大きい場合に第１の判定値が小さくなるように補正するための手段を含む。第１１の発明に係る内燃機関の点火時期制御方法は、第４の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様の要件を備える。
【００１４】
この構成によると、検出された強度が第１の判定値より大きい場合、点火時期が遅角される。これにより、ノッキングが発生した場合に、点火時期を遅角することができる。第２の判定値以上の強度が検出された頻度が予め定められた頻度よりも大きい場合、第１の判定値が小さくされる。これにより、ノッキングが頻発した場合に、点火時期を遅角し易くすることができる。そのため、ノッキングが発生する頻度を小さくすることができる。
【００１５】
第５の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加え、複数の気筒において検出された強度の平均値を算出するための手段と、平均値が大きいほどより小さい更新量で更新することにより、検出された強度の中央値を表わす第１の値を算出するための手段と、平均値が大きいほどより小さい更新量で更新することにより、検出された強度の標準偏差を表わす第２の値を算出するための手段とをさらに備える。設定手段は、零より大きい係数と第２の値との積を第１の値に加算することにより第２の判定値を設定するための手段を含む。第１２の発明に係る内燃機関の点火時期制御方法は、第５の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様の要件を備える。
【００１６】
この構成によると、複数の気筒において検出された強度の平均値が算出される。平均値が大きいほどより小さい更新量で更新することにより、検出された強度の中央値を表わす第１の値および検出された強度の標準偏差を表わす第２の値が算出される。零より大きい係数と第２の値との積を第１の値に加算することにより第２の判定値が設定される。この第２の判定値を用いる内燃機関の点火時期制御装置において、点火時期の制御性を向上することができる。
【００１７】
第６の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加え、複数の気筒において検出された強度の平均値を算出するための手段と、検出された強度の中央値を表わす第１の値を算出するための手段と、検出された強度の標準偏差を表わす第２の値を算出するための手段とをさらに備える。設定手段は、零より大きい係数と第２の値との積を第１の値に加算することにより第２の判定値を設定するための手段と、平均値が大きいほどより小さい補正量で第２の判定値を補正するための手段とを含む。第１３の発明に係る内燃機関の点火時期制御方法は、第６の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様の要件を備える。
【００１８】
この構成によると、複数の気筒において検出された強度の平均値、検出された強度の中央値を表わす第１の値および検出された強度の標準偏差を表わす第２の値が算出される。零より大きい係数と第２の値との積を第１の値に加算することにより第２の判定値が設定される。第２の判定値は、平均値が大きいほどより小さい補正量で補正される。この第２の判定値を用いる内燃機関の点火時期制御装置において、点火時期の制御性を向上することができる。
【００１９】
第７の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加え、複数の気筒において検出された強度の平均値を算出するための手段と、検出された強度が大きいほど大きくなるとともに平均値が大きいほど小さくなる更新量を定め、かつ更新量を制限せずに更新することにより、検出された強度の中央値を表わす第１の値を算出するための手段と、検出された強度が大きいほど大きくなるとともに平均値が大きいほど小さくなる更新量を定め、かつ更新量を予め定められる制限値以下に制限して更新することにより、検出された強度の標準偏差を表わす第２の値を算出するための手段とをさらに備える。設定手段は、零より大きい係数と第２の値との積を第１の値に加算することにより第２の判定値を設定するための手段を含む。
【００２０】
この構成によると、複数の気筒において検出された強度の平均値が算出される。平均値が大きいほどより小さい更新量で更新することにより、検出された強度の中央値を表わす第１の値および検出された強度の標準偏差を表わす第２の値が算出される。零より大きい係数と第２の値との積を第１の値に加算することにより第２の判定値が設定される。第１の値の更新量は、検出された強度が大きいほど大きくなるように定められる。第１の値の更新量は制限されない。第２の値の更新量は、検出された強度が大きいほど大きくなるように定められる。第２の値の更新量は予め定められる制限値以下に制限される。これにより、検出された強度に第１の値を介して速やかに追従するとともに、第２の値による変動量が制限された第２の判定値を得ることができる。そのため、内燃機関で実際に発生する強度に精度よく対応した第２の判定値を得ることができる。このような第２の判定値に基づいて、点火時期を制御するために用いられる第１の判定値が補正される。その結果、点火時期の制御性を向上することができる。
【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】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る点火時期制御装置を搭載した車両のエンジン１００について説明する。このエンジン１００には複数の気筒が設けられる。本実施の形態に係る点火時期制御装置は、たとえばエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００が実行するプログラムにより実現される。なお、エンジンＥＣＵ２００により実行されるプログラムをＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。
【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。
【００２４】
点火時期は、エンジン１００の運転状態に応じて設定される。以下、エンジン１００の運転状態に応じて設定される点火時期を基本点火時期とも記載する。ノッキングが発生した場合などには、点火時期は基本点火時期から遅角される。
【００２５】
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。吸気バルブ１１６が開いた際に燃焼室に混合気が導入される。排気バルブ１１８が開いた際に燃焼室から排気ガスが排出される。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２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。
【００３１】
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。
【００３２】
ノッキングが発生した場合、図２に示すように、エンジン１００には、周波数帯Ａ〜Ｃに含まれるの周波数の振動が発生する。そこで、本実施の形態においては、周波数帯Ａ〜Ｃを含む広域の周波数帯Ｄにおける振動が検出される。
【００３３】
図３に示すように、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４１０と、積算部４２０とを含む。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部４００は、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４１０は、ノックセンサ３００から送信された信号のうち、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４１０により、ノックセンサ３００が検出した振動から、周波数帯Ｄの振動のみが抽出される。
【００３５】
積算部４２０は、バンドパスフィルタ４１０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度分づつ積算した積算値（以下、５度積算値とも記載する）を算出する。これにより、図４に示すように、周波数帯Ｄの振動波形が検出される。
【００３６】
検出された振動波形は、振動波形がノック波形モデルに類似する度合を表わす（振動波形の形状とノック波形モデルの形状との差を表わす）相関係数Ｋを算出するために用いられる。図５に示すように、隣接するクランク角の強度に比べて大きく、かつそのような強度の中で最大の強度のクランク角、すなわち強度がピークになるクランク角以降のクランク角の範囲において、検出された振動波形とノック波形モデルとを比較することにより、相関係数Ｋが算出される。
【００３７】
ノック波形モデルは、ノッキングが発生した場合のエンジン１００の振動波形の基準として定められる。本実施の形態において、ノック波形モデルの強度は、振動波形と比較する度に設定される。より具体的には、ノック波形モデルにおける強度の最大値が、振動波形において、隣接する強度に比べて大きい強度（強度のピーク値）と同じになるように設定される。
【００３８】
一方、最大値以外の強度は、エンジン回転数ＮＥおよびエンジン１００の負荷に応じて設定される。より具体的には、隣接するクランク角における強度の減衰率が、エンジン回転数ＮＥおよびエンジン１００の負荷をパラメータに有するマップに従って設定される。
【００３９】
たとえば、２５％の減衰率で、クランク角で２０度分の強度を設定する場合、図６に示すように、２５％ずつ強度が減少する。なお、ノック波形モデルの強度を設定する方法はこれに限らない。
【００４０】
振動波形における強度とノック波形モデルにおける強度との差の絶対値（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。なお、５度以外のクランク角ごとに振動波形における強度とノック波形モデルにおける強度との差の絶対値を算出するようにしてもよい。
【００４１】
振動波形における強度とノック波形モデルにおける強度とのクランク角ごとの差の絶対値をΔＳ（Ｉ）（Ｉは自然数）とおく。図７において斜線で示すように、ノック波形モデルの振動の強度を合計した値、すなわち、ノック波形モデルの面積をＳとおく。相関係数Ｋは、下記の式（１）を用いて算出される。
【００４２】
Ｋ＝（Ｓ−ΣΔＳ（Ｉ））／Ｓ・・・（１）
ΣΔＳ（Ｉ）は、ΔＳ（Ｉ）の総和である。なお、相関係数Ｋの算出方法はこれに限らない。
【００４３】
本実施の形態においては、相関係数Ｋの他、ノック強度Ｎが算出される。ノック強度Ｎは、図８において斜線で示すように、振動波形における強度（５度積算値）を合計した９０度積算値ｌｐｋｋｎｋを用いて算出される。なお、９０度積算値ｌｐｋｋｎｋの代わりに、振動波形における最大の強度を用いるようにしてもよい。
【００４４】
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）と表わす。ノック強度Ｎは、下記の式（２）を用いて算出される。
【００４５】
Ｎ＝ｌｐｋｋｎｋ／ＢＧＬ・・・（２）
なお、ノック強度Ｎの算出方法はこれに限らない。ＢＧＬは、各９０度積算値ｌｐｋｋｎｋが検出された頻度（回数、確率ともいう）を表わす頻度分布において、標準偏差ｓｇｍと係数（たとえば「１」）との積を、中央値ｖｍｅｄから減算した値として算出される。ノック強度Ｎを算出する際、ＢＧＬは、逆対数変換して用いられる。なお、ＢＧＬの算出方法はこれに限らず、ＢＧＬをＲＯＭ２０２に記憶しておくようにしてもよい。また、頻度分布を作成する際、９０度積算値ｌｐｋｋｎｋの対数変換値が用いられる。
【００４６】
本実施の形態においては、振動波形の形状に基づいて算出される相関係数Ｋおよび振動波形の強度に基づいて算出されるノック強度Ｎを用いて、ノッキングが発生したか否かが１点火毎に判定される。ノッキングが発生したか否かは気筒毎に判定される。相関係数Ｋがしきい値Ｋ（１）以上であり、かつノック強度Ｎが判定値ＶＪ以上であると、ノッキングが発生したと判定される。もしそうでないと、ノッキングが発生していないと判定される。ノック強度Ｎが判定値ＶＪ以上であることは、９０度積算値ｌｐｋｋｎｋが判定値ＶＪとＢＧＬとの積以上であることと同じである。
【００４７】
ノッキングが発生したと判定された場合、予め定められた量だけ点火時期が遅角される。ノッキングが発生していないと判定された場合、予め定められた量だけ点火時期が進角される。
【００４８】
エンジン１００もしくは車両の出荷時において、ＲＯＭ２０２に記憶される判定値ＶＪ（出荷時における判定値ＶＪ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、判定値ＶＪを補正し、実際に検出される強度に応じた判定値ＶＪ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。そこで、本実施の形態においては、予め定められた点火サイクル毎、たとえば２００点火サイクル毎に、判定値ＶＪが補正される。
【００４９】
図９を参照して、エンジンＥＣＵ２００の機能について説明する。なお、以下に説明する機能はソフトウェアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。
【００５０】
エンジンＥＣＵ２００は、点火時期設定部５００と、クランク角検出部６００と、強度検出部６０２と、波形検出部６０４と、相関係数算出部６０６と、９０度積算値算出部６０８と、算出部６１０と、判定部６１２と、点火時期制御部６１４と、判定値設定部７００とを備える。
【００５１】
点火時期設定部５００は、エンジン１００の運転状態に応じて基本点火時期を設定する。基本点火時期は、図１０に示すように、エンジン回転数ＮＥおよび負荷ＫＬをパラメータとして有するマップに従って設定される。
【００５２】
本実施の形態においては、エンジン回転数ＮＥがしきい値ＮＥ（０）より小さく、かつ負荷ＫＬがしきい値ＫＬ（０）より小さい運転状態（運転領域）において、ＭＢＴ（Minimum advance for Best Torque）が基本点火時期として設定される。エンジン回転数ＮＥがしきい値ＮＥ（０）より小さく、かつ負荷ＫＬがしきい値ＫＬ（０）より小さい運転状態では、ノッキングがほとんど発生しないからである。なお、ＭＢＴとは、エンジン１００の出力が最大になる点火時期を示す。
【００５３】
負荷ＫＬは、エアフローメータ３１４により検出された吸入空気量およびエンジン回転数ＮＥなどに基づいて算出される。なお、負荷ＫＬを算出する方法は周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。
【００５４】
クランク角検出部６００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、クランク角を検出する。
【００５５】
強度検出部６０２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。振動の強度は、クランク角に対応させて検出される。また、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。
【００５６】
強度検出部６０２は、気筒毎に補正された強度を、気筒毎に複数の点火サイクルにおいて検出する。振動の強度は、気筒間の差を小さくするように気筒毎に補正される。本実施の形態においては、ノイズが重畳する気筒の強度が小さくなるように予め定められた補正量だけ補正された強度が検出される。すなわち、複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において小さくなるように補正された強度が検出される。また、ノイズが重畳しない気筒の強度が大きくなるよう予め定められた補正量だけ補正された強度が検出される。すなわち、複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において大きくなるように補正された強度が検出される。なお、ノイズが重畳する気筒およびノイズが重畳しない気筒は、実験もしくはシミュレーションなどの結果、気筒の点火順序および燃料の噴射時期などから判別可能である。
【００５７】
波形検出部６０４は、振動の強度をクランク角で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。振動波形は、気筒毎に検出される。
【００５８】
相関係数算出部６０６は、振動波形がノック波形モデルに類似する度合を表わす（振動波形の形状とノック波形モデルの形状との差を表わす）相関係数Ｋを算出する。相関係数Ｋは、気筒毎に算出される。
【００５９】
９０度積算値算出部６０８は、振動波形における強度（５度積算値）を合計した９０度積算値ｌｐｋｋｎｋを算出する。９０度積算値ｌｐｋｋｎｋは、気筒毎に算出される。
【００６０】
算出部６１０は、９０度積算値ｌｐｋｋｎｋを用いて、ノック強度Ｎを算出する。ノック強度Ｎは、気筒毎に算出される。判定部６１２は、相関係数Ｋおよびノック強度Ｎを用いて、ノッキングが発生したか否かを１点火毎に判定する。ノッキングが発生したか否かは、気筒毎に判定される。相関係数Ｋがしきい値Ｋ（１）以上であり、かつノック強度Ｎが判定値ＶＪ以上であると、ノッキングが発生したと判定される。もしそうでないと、ノッキングが発生していないと判定される。
【００６１】
点火時期制御部６１４は、ノッキングが発生したか否かに応じて点火時期を補正することにより制御する。点火時期は、気筒毎に制御される。ノッキングが発生したと判定された場合、予め定められた量だけ点火時期が遅角される。ノッキングが発生していないと判定された場合、予め定められた量だけ点火時期が進角される。点火時期は、たとえば、ＭＢＴから遅角制限値までの範囲で進角されたり、遅角されたりする。すなわち、最も進角された場合、点火時期はＭＢＴである。最も遅角された場合、点火時期は遅角制限値である。
【００６２】
判定値設定部７００は、ノック強度Ｎと比較される判定値ＶＪを気筒毎に設定する。判定値設定部７００は、ｖｋｄ算出部７０２と、ｖｋｄ補正部７０４と、平均値算出部７０６と、中央値算出部７１０と、標準偏差算出部７２０と、カウント部７３０と、判定値補正部７３２とを備える。
【００６３】
ｖｋｄ算出部７０２は、ノック判定レベルｖｋｄを算出する。ノック判定レベルｖｋｄは、図１１に示すように、各点火サイクルにおいて算出された９０度積算値ｌｐｋｋｎｋの頻度分布を用いて気筒毎に算出される。頻度分布を作成する際には、９０度積算値ｌｐｋｋｎｋの対数変換値が用いられる。また、頻度分布は気筒毎に作成される。
【００６４】
頻度分布においては、図１１に示すように、９０度積算値ｌｐｋｋｎｋの中央値ｖｍｅｄおよび標準偏差ｓｇｍが気筒毎に算出される。さらに、中央値ｖｍｅｄおよび標準偏差ｓｇｍを用いて、ノック判定レベルｖｋｄが算出される。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、複数（たとえば２００点火サイクル）の９０度積算値ｌｐｋｋｎｋ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ｖｍｅｄおよび標準偏差ｓｇｍが１点火サイクルごとに算出される。したがって、本実施の形態において算出される中央値ｖｍｅｄおよび標準偏差ｓｇｍは、実際の中央値および標準偏差と異なり得る。
【００６６】
図１１に示すように、中央値ｖｍｅｄに係数Ｕ（Ｕは定数で、たとえばＵ＝３）と標準偏差ｓｇｍとの積を加算した値が、ノック判定レベルｖｋｄとして算出される。係数Ｕ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。なお、係数Ｕに「３」以外の値を用いるようにしてもよい。
【００６７】
ｖｋｄ補正部７０４は、ノック判定レベルｖｋｄに更新量ｄｖを加算することにより、ノック判定レベルｖｋｄを補正する。したがって、ノック判定レベルｖｋｄは、下記の式（３）で表わされる。
【００６８】
vkd[i]=vmed[i]+U×sgm[i]+dv … (3)
式（３）における［ｉ］は、今回値であることを示す。
【００６９】
更新量ｄｖは、下記の式（４）を用いて算出される。
dv=abs(lpkknk[i-1]-vmed[i])/C … (4)
式（４）における［ｉ−１］は前回値であることを示す。「abs(lpkknk[i-1]-vmed[i])」は、lpkknk[i-1]-vmed[i]の絶対値を示す。式（４）において、「Ｃ」は定数（たとえば「４」）である。
【００７０】
式（３）および式（４）から、ノック判定レベルｖｋｄは下記の式（５）により表わされる。
【００７１】
vkd[i]=vmed[i]+U×sgm[i]+abs(lpkknk[i-1]-vmed[i])/C … (5)
ノック判定レベルｖｋｄを算出する際、更新量ｄｖは、上限ガード値ｖｅｒｍ以下に制限される。また、更新量ｄｖは、下限ガード値ｍｉｎ（たとえば「１」）以上に制限される。すなわち、更新量ｄｖは、下記の不等式で表わされる。
【００７２】
min≦dv≦verm[i-1] … (6)
上限ガード値ｖｅｒｍは、下記の式（７）を用いて算出される。
【００７３】
verm[i-1]=verm[i-2]+(lpkknk[i-1]-vmall[i-1]-verm[i-2])/D … (7)
式（７）において、「Ｄ」は定数（たとえば「１６」）である。「ｖｍａｌｌ」は、複数の気筒（全ての気筒）において検出された９０度積算値ｌｐｋｋｎｋの平均値である。［ｉ−２］は、前回値のさらに前回値であることを示す。
【００７５】
平均値算出部７０６は、平均値ｖｍａｌｌを算出する。平均値ｖｍａｌｌは、下記の式（８）を用いて算出される。
【００７６】
vmall[i-1]=vmall[i-2]+(lpkknk[i-1]-vmall[i-2])/tKNMS … (8)
式（８）における「ｔＫＮＭＳ」は、上限ガード値ｖｅｒｍに応じて定められる値である。ｔＫＮＭＳは、上限ガード値ｖｅｒｍが大きいほど小さくなるように、すなわち、上限ガード値ｖｅｒｍが小さいほど大きくなるように設定される。
【００７７】
中央値算出部７１０は、下記の式（９）を用いて中央値ｖｍｅｄを算出する。
vmed[i]=vmall[i-1]+dvm[i] … (9)
式（９）における「ｄｖｍ」は、補正値である。
【００７８】
補正値ｄｖｍは、前回値に更新量ｄｖを加算することにより算出される。したがって、補正値ｄｖｍは、下記の式（１０）により表わされる。
【００７９】
dvm[i]=dvm[i-1]+dv … (10)
式（８）〜（１０）から明らかなように、中央値ｖｍｅｄは、下記の式（１１）により表わされる。
【００８０】
vmed[i]=vmall[i-2]+(lpkknk[i-1]-vmall[i-2])/tKNMS+dvm[i-1]+dv … (11)
式（４）および式（１１）から明らかなように、本実施の形態においては、検出された９０度積算値ｌｐｋｋｎｋが大きいほど大きい更新量で更新することにより、中央値ｖｍｅｄが算出される。また、中央値ｖｍｅｄを算出する際、更新量ｄｖは制限されない。したがって、本実施の形態においては、検出された９０度積算値ｌｐｋｋｎｋが大きいほど大きくなる更新量を定め、かつ更新量を制限せずに更新することにより、中央値ｖｍｅｄが算出される。
【００８１】
標準偏差算出部７２０は、標準偏差ｓｇｍを算出する。標準偏差ｓｇｍは、標準偏差ｓｇｍの前回値に更新量ｄｖを加算することにより算出される。したがって、標準偏差ｓｇｍは、下記の式（１２）により表わされる。
【００８２】
sgm[i]=sgm[i-1]+dv … (12)
式（４）および式（１２）から明らかなように、本実施の形態においては、検出された９０度積算値ｌｐｋｋｎｋが大きいほど大きい更新量で更新することにより、標準偏差ｓｇｍが算出される。また、標準偏差ｓｇｍを算出する際、更新量ｄｖは、上限ガード値ｖｅｒｍ以下に、かつ下限ガード値ｍｉｎ以上に制限される。
【００８３】
したがって、本実施の形態においては、検出された９０度積算値ｌｐｋｋｎｋが大きいほど大きくなる更新量を定め、かつ更新量を制限して更新することにより、標準偏差ｓｇｍが算出される。
【００８４】
カウント部７３０は、ノック判定レベルｖｋｄ以上の９０度積算値ｌｐｋｋｎｋの頻度（割合）を、ノック占有率ＫＣとして気筒毎にカウントする。
【００８５】
判定値補正部７３２は、判定値ＶＪを気筒毎に補正する。ノック占有率ＫＣがしきい値ＫＣ（０）以上である場合、予め定められた補正量Ａ（１）だけ小さくなるように、判定値ＶＪが補正される。また、ノック占有率ＫＣがしきい値ＫＣ（０）よりも小さい場合、予め定められた補正量Ａ（２）だけ大きくなるように判定値ＶＪが補正される。
【００８６】
図１２および図１３を参照して、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、たとえば１点火サイクル毎に繰り返し実行される。すなわち、以下に説明するプログラムは複数の点火サイクルにおいて実行される。
【００８７】
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、クランク角を検出する。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、クランク角に対応させて、気筒毎にエンジン１００の振動の強度を検出する。ノイズが重畳する気筒の強度が小さくなるように、かつノイズが重畳しない気筒の強度が大きくなるように補正された強度が検出される。
【００８８】
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５度積算値を算出することにより、エンジン１００の振動波形を検出する。
【００８９】
Ｓ１０６にて、エンジンＥＣＵ２００は、相関係数Ｋを算出する。Ｓ１０８にて、エンジンＥＣＵ２００は、９０度積算値ｌｐｋｋｎｋを算出する。Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノック強度Ｎを算出する。
【００９０】
Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ２００は、相関係数Ｋがしきい値Ｋ（１）以上であり、かつノック強度Ｎが判定値ＶＪ以上であるか否かを判定する。相関係数Ｋがしきい値Ｋ（１）以上であり、かつノック強度Ｎが判定値ＶＪ以上であると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２２に移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１２６に移される。
【００９１】
Ｓ１２２にて、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン１００にノッキングが発生したと判定する。Ｓ１２４にて、エンジンＥＣＵ２００は、点火時期を遅角する。Ｓ１２６にて、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン１００にノッキングが発生していないと判定する。Ｓ１２８にて、エンジンＥＣＵ２００は、点火時期を進角する。
【００９２】
図１３を参照して、Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノック占有率ＫＣをカウントする。Ｓ２０２にて、エンジンＥＣＵ２００は、前回判定値ＶＪを補正してからの点火サイクルの回数が、予め定められた回数以上であるか否かを判定する。前回判定値ＶＪを補正してからの点火サイクルの回数が、予め定められた回数以上であると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４に移される。もしそうでないと（Ｓ２０２にてＮＯ）、処理はＳ２１０に移される。
【００９３】
Ｓ２０４にて、ノック占有率ＫＣに応じて判定値ＶＪを補正する。ノック占有率ＫＣがしきい値ＫＣ（０）以上である場合、予め定められた補正量Ａ（１）だけ小さくなるように、判定値ＶＪが補正される。ノック占有率ＫＣがしきい値ＫＣ（０）よりも小さい場合、予め定められた補正量Ａ（２）だけ大きくなるように判定値ＶＪが補正される。
【００９４】
Ｓ２１０にて、エンジンＥＣＵ２００は、９０度積算値ｌｐｋｋｎｋの平均値ｖｍａｌｌを算出する。
【００９５】
Ｓ２１２にて、エンジンＥＣＵ２００は、中央値ｖｍｅｄおよび標準偏差ｓｇｍを算出する。Ｓ２１４にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノック判定レベルｖｋｄを算出する。Ｓ２１６にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノック判定レベルｖｋｄを補正する。その後、処理はＳ１００に戻される。
【００９６】
なお、Ｓ１００〜Ｓ２１６の処理を行なう順序は、図１２および図１３に示す順序に限らない。Ｓ１００〜Ｓ２１６の処理を、図１２および図１３に示す順序とは異なる順序で実行するようにしてもよい。
【００９７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態におけるエンジンＥＣＵ２００の動作について説明する。
【００９８】
エンジン１００の運転中、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、クランク角が検出される（Ｓ１００）。ノックセンサ３００から送信された信号に基づいて、クランク角に対応させて、エンジン１００の振動の強度が検出される（Ｓ１０２）。ノックセンサ３００の出力電圧値をクランク角で５度ごとに積算した５度積算値を算出することにより、エンジン１００の振動波形が検出される（Ｓ１０４）。
【００９９】
ノッキングが発生したか否かを波形の形状に基づいて判定するため、ノック波形モデルを用いて相関係数Ｋが算出される（Ｓ１０６）。さらに、ノッキングに起因して発生した振動が振動波形に含まれるか否かを強度に基づいて判定するため、９０度積算値ｌｐｋｋｎｋが算出される（Ｓ１０８）。９０度積算値ｌｐｋｋｎｋをＢＧＬで除算することにより、ノック強度Ｎが算出される（Ｓ１１０）。
【０１００】
相関係数Ｋがしきい値Ｋ（１）以上であり、かつノック強度Ｎが判定値ＶＪ以上である場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、検出された波形の形状がノッキングによる波形の形状に類似しており、かつ振動の強度が大きいといえる。すなわち、ノッキングが発生した可能性が非常に高いといえる。この場合、エンジン１００にノッキングが発生したと判定される（Ｓ１２２）。ノッキングを抑制するために、点火時期が遅角される（Ｓ１２４）。
【０１０１】
一方、相関係数Ｋがしきい値Ｋ（１）よりも小さい場合、またはノック強度Ｎが判定値ＶＪよりも小さい場合、エンジン１００にノッキングが発生していないと判定される（Ｓ１２６）。この場合、点火時期が進角される（Ｓ１２８）。
【０１０２】
ところで、エンジン１００もしくは車両の出荷時において、ＲＯＭ２０２に記憶される判定値ＶＪ（出荷時における判定値ＶＪ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、判定値ＶＪを補正し、実際に検出される強度に応じた判定値ＶＪ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。
【０１０３】
そこで、本実施の形態においては、判定値ＶＪを補正するために、ノック判定レベルｖｋｄ以上の９０度積算値ｌｐｋｋｎｋの頻度がノック占有率ＫＣとしてカウントされる（Ｓ２００）。
【０１０４】
前回判定値ＶＪを補正してからの点火サイクルの回数が、予め定められた回数以上であると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、ノック占有率ＫＣに応じて判定値ＶＪが補正される（Ｓ２０４）。
【０１０５】
ノック占有率ＫＣがしきい値ＫＣ（０）以上である場合、補正量Ａ（１）だけ小さくなるように、判定値ＶＪが補正される。これにより、ノッキングが発生したと判定し易くすることができる。そのため、点火時期を遅角する頻度を多くすることができる。その結果、ノッキングが発生する回数を低減することができる。
【０１０６】
ノック占有率ＫＣがしきい値ＫＣ（０）よりも小さい場合、補正量Ａ（２）だけ大きくなるように判定値ＶＪが補正される。これにより、ノッキングが発生したと判定され難くすることができる。そのため、点火時期を進角する頻度を多くすることができる。その結果、エンジン１００の出力を高めることができる。
【０１０７】
さらに、９０度積算値ｌｐｋｋｎｋの平均値ｖｍａｌｌが算出される（Ｓ２１０）。９０度積算値ｌｐｋｋｎｋの中央値ｖｍｅｄおよび標準偏差ｓｇｍが算出される（Ｓ２１２）。中央値ｖｍｅｄおよび標準偏差ｓｇｍを用いて、ノック判定レベルｖｋｄが算出される（Ｓ２１４）。また、ノック判定レベルｖｋｄが補正される（Ｓ２１６）。
【０１０９】
ところで、ノイズが重畳する気筒において検出される９０度積算値ｌｐｋｋｎｋが大きいために平均値ｖｍａｌｌが大きくなると、ノック判定レベルｖｋｄが更新され難くなる。そのため、ノック判定レベルｖｋｄが不必要に小さくなり得る。この場合、ノック占有率ＫＣが誤って大きくなり得る。そのため、最終的には、点火時期が誤って遅角され得る。
【０１１０】
そこで、本実施の形態においては、ノイズが重畳する気筒の強度が小さくなるように、かつノイズが重畳しない気筒の強度が大きくなるように補正されたエンジン１００の振動の強度が検出される。これにより、ノイズが重畳する気筒の強度とノイズが重畳しない気筒の強度との差を小さくすることができる。そのため、ノイズの影響を小さくして、平均値ｖｍａｌｌが大きくならないようにすることができる。その結果、点火時期を適切に制御することができる値まで、ノック判定レベルｖｋｄを大きくすることができる。
【０１１１】
また、本実施の形態においては、検出された９０度積算値ｌｐｋｋｎｋが大きいほど大きくなる更新量を定め、かつ更新量を制限せずに更新することにより、中央値ｖｍｅｄが算出される。また、検出された９０度積算値ｌｐｋｋｎｋが大きいほど大きくなる更新量を定め、かつ更新量を上限ガード値以下に制限して更新することにより、標準偏差ｓｇｍが算出される。
【０１１２】
これにより、検出された強度に対して中央値ｖｍｅｄを介して速やかに追従するとともに、標準偏差ｓｇｍによる変動量が制限されたノック判定レベルｖｋｄを得ることができる。そのため、内燃機関で実際に発生する強度に精度よく対応したノック判定レベルｖｋｄを得ることができる。このようなノック判定レベルｖｋｄに基づいて、点火時期を制御するために用いられる判定値ＶＪが補正される。その結果、点火時期の制御性を向上することができる。
【０１１３】
以上のように、本実施の形態に係る点火時期制御装置によれば、エンジンの振動の強度を用いて算出されるノック強度Ｎと判定値ＶＪとを比較した結果に応じてエンジンの点火時期が制御される。判定値ＶＪは、ノック判定レベルｖｋｄ以上の強度が検出された頻度に応じて補正される。ノック判定レベルｖｋｄは、複数の気筒において検出された強度に応じて設定される。気筒毎に補正されたエンジンの振動の強度が検出される。これにより、ノイズが重畳する気筒の強度とノイズが重畳しない気筒の強度との差を小さくすることができる。そのため、ノック判定レベルｖｋｄに与えるノイズの影響を小さくすることができる。このようなノック判定レベルｖｋｄに基づいて、点火時期を制御するために用いられる判定値ＶＪが補正される。その結果、点火時期の制御性を向上することができる。
【０１１４】
なお、９０度積算値ｌｐｋｋｎｋの代わりに、図１４に示すように、振動波形における最大の強度ｌｖｐｋを用いるようにしてもよい。
【０１１５】
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】
【０１１６】
【図１】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】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】振動波形とノック波形モデルとを比較した図である。
【図６】ノック波形モデルを示す図である。
【図７】ノック波形モデルの面積Ｓを示す図である。
【図８】９０度積算値ｌｐｋｋｎｋを示す図である。
【図９】エンジンＥＣＵの機能ブロック図である。
【図１０】基本点火時期を定めたマップである。
【図１１】９０度積算値ｌｐｋｋｎｋの頻度分布を示す図である。
【図１２】エンジンＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示す図（その１）である。
【図１３】エンジンＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示す図（その２）である。
【図１４】振動波形における最大の強度ｌｖｐｋを示す図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１００  エンジン、１０４  インジェクタ、１０６  点火プラグ、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、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、３１０  車速センサ、３１２  イグニッションスイッチ、３１４  エアフローメータ、３２０  補機バッテリ、４００  Ａ／Ｄ変換部、４１０  バンドパスフィルタ、４２０  積算部、５００  点火時期設定部、６００  クランク角検出部、６０２  強度検出部、６０４  波形検出部、６０６  相関係数算出部、６０８  ９０度積算値算出部、６１０  算出部、６１２  判定部、６１４  点火時期制御部、７００  判定値設定部、７０２  ｖｋｄ算出部、７０４  ｖｋｄ補正部、７０６  平均値算出部、７１０  中央値算出部、７２０  標準偏差算出部、７３０  カウント部、７３２  判定値補正部。
【図１】
0004992688.tif 000002
【図２】
0004992688.tif 000003
【図３】
0004992688.tif 000004
【図４】
0004992688.tif 000005
【図５】
0004992688.tif 000006
【図６】
0004992688.tif 000007
【図７】
0004992688.tif 000008
【図８】
0004992688.tif 000009
【図９】
0004992688.tif 000010
【図１０】
0004992688.tif 000011
【図１１】
0004992688.tif 000012
【図１２】
0004992688.tif 000013
【図１３】
0004992688.tif 000014
【図１４】
0004992688.tif 000015