JP4390939B2

JP4390939B2 - 内燃機関用ノック制御装置

Info

Publication number: JP4390939B2
Application number: JP35719499A
Authority: JP
Inventors: 小久保　　直樹; 裕彦山田; 栄司高桑; 健司笠島
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2019-12-16
Also published as: JP2001173508A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転状態をノック判定に基づき制御する内燃機関用ノック制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関で発生する振動信号波形から抽出したノック信号に対してノック判定を行い点火時期・燃料噴射量等のノック制御要因を制御する内燃機関用ノック制御装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の内燃機関用ノック制御装置におけるノック検出システムとしては、ノックセンサで検出した振動信号波形からノック信号をバンドパスフィルタで抽出し、このノック信号のピーク出力値を対数正規分布の出力分布特性として求め、所定のノック判定レベルとの比較によりノック発生の有無を判定するものであった。
【０００４】
ところで、例えば、ＷＯＴ(Wide Open Throttle:スロットルバルブ全開状態・全負荷），機関回転数２０００〔ｒｐｍ〕近傍でノック発生なしのような特定の運転条件において、更に点火時期を遅角させると、通常のノック発生時の図１３（ａ）に示すノック信号と異なる図１３（ｂ）に示すような、燃焼に関わるノイズ信号（以下、これを『疑似ノック信号』という）が発生することがあった。
【０００５】
これらノック信号と疑似ノック信号とを比較すると、ノック信号はピーク出力タイミングが早く信号発生時間が短いのに対し、疑似ノック信号は出力値がほぼ一定で信号発生時間が長いという特徴がある。しかし、これらノック信号と疑似ノック信号との周波数はほぼ同じである。したがって、点火時期の過渡遅角制御途中に疑似ノック信号をノック信号として誤検出すると、更なる遅角制御を遂行してしまうこととなりノック発生時の適切なフィードバック制御が不能になるという不具合があった。
【０００６】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、ノック信号とノイズによる疑似ノック信号とを区別して内燃機関の運転状態を適切に制御可能な内燃機関用ノック制御装置の提供を課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関用ノック制御装置によれば、信号抽出手段で抽出されたノック信号によるノック発生状況がノック検出手段で検出され、その検出結果に基づきノイズ判定手段でノック発生時と異なるノイズによる疑似ノック発生状況にあると判定されたとき、特定運転領域内の特定の特性切替運転領域において特性切替手段によって信号抽出手段のフィルタ特性が切替えられる。これにより、ノック・疑似ノック発生が正確に判定されることとなり内燃機関の運転状態が適切に制御される。
【０００８】
また、前記ノイズ判定手段は、気筒グループの最大ノック検出頻度を、気筒グループの最小ノック検出頻度で除したノック検出頻度の比に基づき、疑似ノック発生状況にあると判定されることでノック・疑似ノック発生が正確に判定される。
【０００９】
請求項２の内燃機関用ノック制御装置によれば、信号抽出手段で抽出されたノック信号によるノック発生状況がノック検出手段で検出され、その検出結果に基づきノイズ判定手段でノック発生時と異なるノイズによる疑似ノック発生状況にあると判定されたとき、特定運転領域内の特定の特性切替運転領域において特性切替手段によって信号抽出手段のフィルタ特性が切替えられる。これにより、ノック・疑似ノック発生が正確に判定されることとなり内燃機関の運転状態が適切に制御される。
また、前記ノイズ判定手段では、内燃機関の点火毎のノック信号のピーク出力値の対数正規分布の出力分布特性における各気筒毎の標準偏差値がそれぞれ算出され、気筒グループの最大標準偏差値を気筒グループの最小標準偏差値で除した標準偏差値の比に基づき疑似ノック発生状況にあると判定されることでノック・疑似ノック発生が正確に判定される。
【００１０】
請求項３の内燃機関用ノック制御装置における特性切替手段では、信号抽出手段におけるフィルタ特性の切替がノック検出及び疑似ノック判定にそれぞれ最適な中心周波数または帯域幅のうち少なくとも１つにより実施されるため、ノック・疑似ノック発生が正確に判定されることとなり内燃機関の運転状態が適切に制御される。
【００１１】
請求項４の内燃機関用ノック制御装置における特性切替手段では、信号抽出手段におけるフィルタ特性の切替が全気筒一律またはノイズ判定気筒で実施されるため、ノック・疑似ノック発生気筒が正確に判定されることとなり内燃機関の運転状態が適切に制御される。
【００１２】
請求項５の内燃機関用ノック制御装置における特性切替手段では、信号抽出手段におけるフィルタ特性の切替が特性切替運転領域を外れたとき解除されるため、フィルタ特性切替時の不連続性が頻繁に発生することが防止されることとなり内燃機関の運転状態が適切に制御される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置における全体構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１において、１０は内燃機関のシリンダブロック（図示略）に取付けられ、内燃機関に発生する振動信号波形を検出する振動ピックアップとしてのノックセンサであり、１１はノックセンサ１０の振動信号波形からノックに関連した成分を抽出する中心周波数をマイクロコンピュータ２０からのそのときの運転条件による切替信号に対応して切替自在なバンドパスフィルタ（Band Pass Filter：特定周波数帯域通過フィルタ；以下、『ＢＰＦ』と記す）である。このＢＰＦ１１で抽出されたノック信号は、ピークホールド回路１２にてマイクロコンピュータ２０からのピークホールド信号に対応してピークホールドされたのちＡ／Ｄ変換器２１でＡ／Ｄ変換（アナログ−ディジタル変換）されピーク出力値Ｖとしてマイクロコンピュータ２０に取込まれる。
【００１７】
また、マイクロコンピュータ２０には内燃機関の気筒判別センサ１５からノック検出気筒を特定するための気筒判別信号が取込まれる。この他、マイクロコンピュータ２０には内燃機関の例えば、クランク角センサ、吸気量センサ、水温センサ等からの各種センサ信号が取込まれる。これら取込まれた信号に基づきマイクロコンピュータ２０にて点火時期、燃料噴射量等が演算される。そして、マイクロコンピュータ２０からその演算結果がイグナイタ３０、インジェクタ（燃料噴射弁）４０等に出力される。なお、本実施例の内燃機関としては、＃１気筒〜＃４気筒の４気筒構成が想定されている。
【００１８】
ここで、マイクロコンピュータ２０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ、入出力回路及びそれらを接続するバスライン等からなる論理演算回路として構成されている。
【００１９】
上述のように、内燃機関で発生する振動信号波形からノック信号を抽出しノック判定を実施する構成で、マイクロコンピュータ２０からの切替信号に対応したフィルタ特性としてＢＰＦ１１の中心周波数が基本ノック周波数ｆ0 に設定された状態を『フィルタ特性Ａ』、マイクロコンピュータ２０からの切替信号に対応したフィルタ特性としてＢＰＦ１１の中心周波数が高周波ノック周波数ｆ1 に設定された状態を『フィルタ特性Ｂ』と記し、以下に説明する。
【００２０】
図２は上述のフィルタ特性Ａ，Ｂを機関回転数Ｎｅ〔ｒｐｍ〕をパラメータとするノック検出性にて示す特性図である。図２に示すように、フィルタ特性Ａによるノック検出性は機関回転数Ｎｅが低くなるに連れて高くなる左上がりの傾向、フィルタ特性Ｂによるノック検出性は機関回転数Ｎｅが高くなるに連れて高くなる右上がりの傾向と互いに相反する特性を有する。つまり、機関回転数Ｎｅが所定の機関回転数Ｎ1 までの低回転側の運転領域αにおいては、フィルタ特性Ａによるノック検出性が許容検出レベルを越えて良好であり、機関回転数Ｎｅが所定の機関回転数Ｎ1 を越える高回転側の運転領域βではフィルタ特性Ｂによるノック検出性が許容検出レベルを越えて良好である。このため、機関回転数Ｎ1 を境にしてその前後でノック検出性が良好な方のフィルタ特性を選択的に用いることで機関回転数Ｎｅ全般に渡ってノック検出性を良好なものとすることができる。
【００２１】
また、図３は上述のフィルタ特性Ａ，Ｂを点火時期を遅角させた疑似ノックの発生し易い特定の運転条件における機関回転数Ｎｅ〔ｒｐｍ〕をパラメータとするノイズ誤検出率〔％〕にて示す特性図である。図３に示すように、内燃機関の特定の運転条件として例えば、ＷＯＴ，機関回転数２０００〔ｒｐｍ〕近傍の特定運転領域γ内において、フィルタ特性Ａではノイズによる疑似ノックをノックと間違う多くの誤検出があるためノイズ誤検出率が高いが、フィルタ特性Ｂではさほど誤検出がないためノイズ誤検出率が低いことが分かる。
【００２２】
そして、図４は上述のフィルタ特性Ａ，Ｂを疑似ノックが発生し易い特定運転領域γ内で各気筒毎の点火時期における進角側のノック発生時のノック判定率〔％〕及び遅角側の疑似ノック発生時にノック発生と間違う判定率〔％〕を示す特性図である。図４に示すように、フィルタ特性Ａでは点火時期を進角させたノック発生時の判定率及びノック発生なし時から更に遅角させた疑似ノック発生時にノック発生と間違う判定率（誤判定率）とも大きな値となり、フィルタ特性Ｂではノック発生時の判定率の方が疑似ノック発生時にノック発生と間違う判定率を大きく上回っている。
【００２３】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置で使用されているマイクロコンピュータ２０におけるノック・疑似ノック判定するための具体的なＢＰＦ１１の中心周波数設定の処理手順を示す図５及びＢＰＦ１１の中心周波数初期設定の処理手順を示す図６のフローチャートに基づき、図７及び図８を参照して説明する。この中心周波数設定ルーチンはマイクロコンピュータ２０にて繰返し実行される。
【００２４】
ここで、図７は各気筒におけるノック出力のピーク出力値Ｖの対数正規分布の出力分布特性としてのｌｏｇ（Ｖ）分布特性を示す特性図である。なお、以下では、ノック信号のピーク出力値Ｖの対数正規分布の出力分布特性を、単に『ｌｏｇ（Ｖ）分布特性』と記す。また、図８は内燃機関の機関回転数〔ｒｐｍ〕と負荷とをパラメータとしたノック制御領域及び疑似ノック判定領域を示す説明図である。なお、図８に示すノック制御領域のうちＺ1 ，Ｚ3 は基本ノック周波数ｆ0 をＢＰＦ１１の中心周波数としてノック検出する領域、Ｚ4 は高周波ノック周波数ｆ1 をＢＰＦ１１の中心周波数としてノック検出する領域、Ｚ2 は通常では基本ノック周波数ｆ0 及びノイズ判定時では高周波ノック周波数ｆ1 をそれぞれＢＰＦ１１の中心周波数としてノック検出する領域、Ｚ5 はノイズ発生による疑似ノック判定する領域であり、フィルタ特性切替時に不連続性が頻繁に発生しないよう領域Ｚ5 ＜領域Ｚ2 に設定されている。
【００２５】
図５において、ステップＳ１０１で、例えば、内燃機関の１００点火毎の各気筒毎のノック検出頻度Ｃi （ｉ＝１，２，３，４）、内燃機関の１００点火毎のｌｏｇ（Ｖ）分布特性における各気筒毎の標準偏差値Ｓi （ｉ＝１，２，３，４）がそれぞれ算出される。次にステップＳ１０２に移行して、図７に示す＃３気筒及び＃４気筒を疑似ノックの発生し易い気筒としてＷ気筒グループ、図７に示す＃１気筒及び＃２気筒を疑似ノックの発生し難い気筒としてＢ気筒グループとし、Ｗ気筒グループの最大ノック検出頻度ＣＷmax 、Ｂ気筒グループの最大ノック検出頻度ＣＢmax 及び最小ノック検出頻度ＣＢmin 、Ｗ気筒グループの最大標準偏差値ＳＷmax 、Ｂ気筒グループの最小標準偏差値ＳＢmin がそれぞれ算出される。また、Ｗ気筒グループの最大標準偏差値ＳＷmax をＢ気筒グループの最小標準偏差値ＳＢmin で除した標準偏差値に基づく比ＨＳ（図７参照）、Ｗ気筒グループの最大ノック検出頻度ＣＷmax をＢ気筒グループの最小ノック検出頻度ＣＢmin で除したノック検出頻度に基づく比ＨＣがそれぞれ算出される。
【００２６】
次にステップＳ１０３に移行して、ノック制御領域内で予め設定された疑似ノックの発生し易い特定運転領域にあるかが判定される。ステップＳ１０３の判定条件が成立、即ち、特定運転領域としての図８に示す領域Ｚ2 にあるときにはステップＳ１０４に移行し、Ｂ気筒グループの最大ノック検出頻度ＣＢmax が所定値Ｋ０未満であるかが判定される。ステップＳ１０４の判定条件が成立、即ち、Ｂ気筒グループの最大ノック検出頻度ＣＢmax が所定値Ｋ０未満と少ないときにはステップＳ１０５に移行し、ノックセンサ１０の振動信号波形からノックに関連した成分を抽出するＢＰＦ１１の中心周波数を切替える周波数切替フラグＦＦが「０」にセット、即ち、ＢＰＦ１１の中心周波数が基本ノック周波数ｆ0 に設定されているかが判定される。なお、内燃機関のイグニッションスイッチ（図示略）のオン時、ＢＰＦ１１の中心周波数初期設定ルーチンを示す図６のステップＳ２０１にて、周波数切替フラグＦＦは「０」にセットされ、ＢＰＦ１１の中心周波数は基本ノック周波数ｆ0 に初期設定されている。
【００２７】
ステップＳ１０５の判定条件が成立、即ち、ＦＦ＝０とＢＰＦ１１の中心周波数が基本ノック周波数ｆ0 に設定されているときにはステップＳ１０６に移行し、ステップＳ１０２で算出されたノック検出頻度に基づく比ＨＣが所定値Ｋ１を越えているかが判定される。ステップＳ１０６の判定条件が成立、即ち、ノック検出頻度に基づく比ＨＣが所定値Ｋ１を越え大きいときにはステップＳ１０７に移行し、ステップＳ１０２で算出された標準偏差値に基づく比ＨＳが所定値Ｋ２を越えているかが判定される。ステップＳ１０７の判定条件が成立、即ち、標準偏差値に基づく比ＨＳが所定値Ｋ２を越え大きいときには疑似ノック発生状況にあると見做されるためステップＳ１０８に移行し、周波数切替フラグＦＦが「１」にセットされ、ＢＰＦ１１の中心周波数が高周波ノック周波数ｆ1 に切替えられ（図８参照）、本ルーチンを終了する。
【００２８】
一方、ステップＳ１０６の判定条件が成立せず、即ち、ノック検出頻度に基づく比ＨＣが所定値Ｋ１以下と小さいとき、またはステップＳ１０７の判定条件が成立せず、即ち、標準偏差値に基づく比ＨＳが所定値Ｋ２以下と小さいときにはステップＳ１０９に移行する。ステップＳ１０９では、周波数切替フラグＦＦが「０」とＢＰＦ１１の中心周波数が基本ノック周波数ｆ0 のまま（図８参照）、本ルーチンを終了する。
【００２９】
一方、ステップＳ１０３の判定条件が成立せず、即ち、特定運転領域としての図８に示す領域Ｚ2 にないとき、またはステップＳ１０４の判定条件が成立せず、即ち、Ｂ気筒グループの最大ノック検出頻度ＣＢmax が所定値Ｋ０以上と大きいとき、またはステップＳ１０５の判定条件が成立せず、即ち、周波数切替フラグＦＦが「１」とＢＰＦ１１の中心周波数が高周波ノック周波数ｆ1 に切替えられているときには何もすることなく本ルーチンを終了する。なお、この中心周波数設定ルーチン終了後のノック回避のための点火時期の進角／遅角処理ルーチンは省略する。
【００３０】
このように、本実施例の内燃機関用ノック制御装置は、内燃機関（図示略）で発生する振動信号波形を検出するノックセンサ１０からノック信号を抽出するフィルタ特性を切替自在な信号抽出手段としてのＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１１と、ＢＰＦ１１で抽出したノック信号に基づき内燃機関の特定運転領域としてのノック制御領域Ｚ1 〜Ｚ4 （図８参照）におけるノック発生状況を検出するマイクロコンピュータ２０にて達成されるノック検出手段と、前記ノック検出手段による検出結果に基づきノイズ発生の有無を判定するマイクロコンピュータ２０にて達成されるノイズ判定手段と、前記ノイズ判定手段による判定結果に基づきノック制御領域Ｚ1 〜Ｚ4 内の特定の特性切替運転領域としての領域Ｚ2 （図８参照）でＢＰＦ１１におけるフィルタ特性を切替えるマイクロコンピュータ２０にて達成される特性切替手段とを具備するものである。また、本実施例の内燃機関用ノック制御装置は、前記ノイズ判定手段がノイズ発生の有無を内燃機関の気筒毎のノック検出頻度の差に基づき判定するものである。そして、本実施例の内燃機関用ノック制御装置は、前記特性切替手段がＢＰＦ１１におけるフィルタ特性の切替を中心周波数により実施するものである。更に、本実施例の内燃機関用ノック制御装置は、前記特性切替手段がＢＰＦ１１におけるフィルタ特性の切替を全気筒一律で実施するものである。また、本実施例の内燃機関用ノック制御装置は、前記特性切替手段がＢＰＦ１１におけるフィルタ特性の切替をノック制御領域内の特定の特性切替運転領域としての領域Ｚ2 （図８参照）を外れたとき解除するものである。
【００３１】
つまり、内燃機関のノック制御領域Ｚ1 〜Ｚ4 におけるノック発生状況が検出され、このうち領域Ｚ2 で気筒毎のノック検出頻度の差に基づきノック発生と異なるノイズによる疑似ノック発生状況にあると見做されるときには全気筒のフィルタ特性としてＢＰＦ１１の中心周波数がノック検出のための基本ノック周波数ｆ0 から疑似ノック判定のための高周波ノック周波数ｆ1 に切替えられる。このＢＰＦ１１のフィルタ特性の切替状態は、イグニッションスイッチがオン時の初期設定にて解除され復帰され、切替時の不連続性が頻繁に発生しないよう所謂ヒステリシス特性が設けられている。これにより、ノック・疑似ノック発生が正確に判定されることとなり、内燃機関の運転状態を適切に制御することができる。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置で使用されているマイクロコンピュータ２０におけるノック・疑似ノック判定するためのＢＰＦ１１の中心周波数設定の処理手順の変形例を示す図９のフローチャートに基づき、上述の図８を参照して説明する。なお、この中心周波数設定ルーチンはマイクロコンピュータ２０にて繰返し実行される。また、この中心周波数設定ルーチン終了後のノック回避のための点火時期の進角／遅角処理ルーチンは省略する。
【００３３】
図９において、ステップＳ３０１で、ノック制御領域内で予め設定された疑似ノックの発生し易い特定運転領域にあるかが判定される。ステップＳ３０１の判定条件が成立、即ち、特定運転領域としての図８に示す領域Ｚ2 にあるときにはステップＳ３０２に移行し、ノックセンサ１０の振動信号波形からノックに関連した成分を抽出するＢＰＦ１１の中心周波数を切替える周波数切替フラグＦＦが「０」にセットされ、ＢＰＦ１１の中心周波数が基本ノック周波数ｆ0 に設定されているかが判定される。なお、上述と同様、内燃機関のイグニッションスイッチ（図示略）のオン時、周波数切替フラグＦＦは「０」にセットされ、ＢＰＦ１１の中心周波数は基本ノック周波数ｆ0 に初期設定されている。
【００３４】
ステップＳ３０２の判定条件が成立、即ち、ＦＦ＝０とＢＰＦ１１の中心周波数が基本ノック周波数ｆ0 に設定されているときにはステップＳ３０３に移行し、点火時期遅角量ＴＲＥＴが所定値Ｋ３未満であるかが判定される。ステップＳ３０３の判定条件が成立、即ち、点火時期遅角量ＴＲＥＴが所定値Ｋ３未満と小さいときには疑似ノック発生状況にあると見做されるためステップＳ３０４に移行し、周波数切替フラグＦＦが「１」にセットされ、ＢＰＦ１１の中心周波数が高周波ノック周波数ｆ1 に切替えられ（図８参照）、本ルーチンを終了する。
【００３５】
一方、ステップＳ３０３の判定条件が成立せず、即ち、点火時期遅角量ＴＲＥＴが所定値Ｋ３以上と大きいときにはステップＳ３０５に移行し、周波数切替フラグＦＦが「０」とＢＰＦ１１の中心周波数が基本ノック周波数ｆ0 のまま（図８参照）、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ３０１の判定条件が成立せず、即ち、特定運転領域としての図８に示す領域Ｚ2 にないとき、またはステップＳ３０２の判定条件が成立せず、即ち、周波数切替フラグＦＦが「１」とＢＰＦ１１の中心周波数が高周波ノック周波数ｆ1 に切替えられているときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３６】
このように、本変形例の内燃機関用ノック制御装置は、マイクロコンピュータ２０にて達成される特性切替手段がＢＰＦ１１におけるフィルタ特性の切替を点火時期遅角量ＴＲＥＴが所定値Ｋ３未満のとき実施するものである。つまり、点火時期遅角量ＴＲＥＴが所定値Ｋ３未満と小さくなると疑似ノック発生状況にあると見做すことができるため、ＢＰＦ１１の中心周波数がノック検出のための基本ノック周波数ｆ0 から疑似ノック判定のための高周波ノック周波数ｆ1 に切替えられる。これにより、ノック・疑似ノック発生が正確に判定されることとなり、内燃機関の運転状態を適切に制御することができる。
【００３７】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置で使用されているマイクロコンピュータ２０におけるノック・疑似ノック判定するためのＢＰＦ１１の中心周波数設定の処理手順の他の変形例を示す図１０のフローチャートに基づき、図１１及び上述の図８を参照して説明する。ここで、図１１は疑似ノック発生なし気筒及び疑似ノック発生気筒のｌｏｇ（Ｖ）分布特性を利用したノック・疑似ノック判定を示す特性図である。なお、この中心周波数設定ルーチンはマイクロコンピュータ２０にて繰返し実行される。また、この中心周波数設定ルーチン終了後のノック回避のための点火時期の進角／遅角処理ルーチンは省略する。
【００３８】
図１０において、ステップＳ４０１で、ノック制御領域内で予め設定された疑似ノックの発生し易い特定運転領域にあるかが判定される。ステップＳ４０１の判定条件が成立、即ち、特定運転領域としての図８に示す領域Ｚ2 にあるときにはステップＳ４０２に移行し、ノックセンサ１０の振動信号波形からノックに関連した成分を抽出するＢＰＦ１１の中心周波数を切替える周波数切替フラグＦＦが「０」の基本ノック周波数ｆ0 にセットされているかが判定される。なお、上述と同様、内燃機関のイグニッションスイッチ（図示略）のオン時、周波数切替フラグＦＦは「０」にセットされ、ＢＰＦ１１の中心周波数は基本ノック周波数ｆ0 に初期設定されている。
【００３９】
ステップＳ４０２の判定条件が成立、即ち、ＦＦ＝０とＢＰＦ１１の中心周波数が基本ノック周波数ｆ0 に設定されているときにはステップＳ４０３に移行し、図１１に示すように、ｌｏｇ（Ｖ）分布特性でｌｏｇ（Ｖ）が累積頻度０σ、即ち、５０〔％〕である中央値ＶM の前後における累積頻度の１σ〔％〕に対応するｌｏｇ（Ｖ）の幅Ｓから累積頻度の−１σ〔％〕に対応するｌｏｇ（Ｖ）の幅Ｓ′を減算した絶対値が所定値ＫＳを越えているかが判定される。なお、この｜Ｓ−Ｓ′｜の値は疑似ノック発生なし時で理想的には「０」となる。また、ｌｏｇ（Ｖ）が累積頻度０σ、即ち、５０〔％〕である中央値ＶM の前後における直線性に基づき疑似ノック発生の有無を判定することもできる。
【００４０】
ステップＳ４０３の判定条件が成立、即ち、｜Ｓ−Ｓ′｜の値が所定値ＫＳを越え大きいときには疑似ノック発生状況にあると見做されるためステップＳ４０４に移行し、周波数切替フラグＦＦが「１」にセットされ、ＢＰＦ１１の中心周波数が高周波ノック周波数ｆ1 に切替えられ（図８参照）、本ルーチンを終了する。
【００４１】
一方、ステップＳ４０３の判定条件が成立せず、即ち、｜Ｓ−Ｓ′｜の値が所定値ＫＳ以下と小さいときにはステップＳ４０５に移行し、周波数切替フラグＦＦが「０」にセッとＢＰＦ１１の中心周波数が基本ノック周波数ｆ0 のまま（図８参照）、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ４０１の判定条件が成立せず、即ち、特定運転領域としての図８に示す領域Ｚ2 にないとき、またはステップＳ４０２の判定条件が成立せず、即ち、周波数切替フラグＦＦが「１」とＢＰＦ１１の中心周波数が高周波ノック周波数ｆ1 に切替えられているときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００４２】
このように、本変形例の内燃機関用ノック制御装置は、マイクロコンピュータ２０にて達成されるノイズ判定手段がノイズ発生の有無を内燃機関の気筒毎のノック発生状況の対数正規分布より求めた各気筒毎の中央値ＶM に対する正の標準偏差値＋σと負の標準偏差値−σとの差である｜Ｓ−Ｓ′｜の値に基づき判定するものである。つまり、疑似ノック発生なし時には｜Ｓ−Ｓ′｜の値は小さくほぼ「０」となるため、｜Ｓ−Ｓ′｜の値が所定値ＫＳを越え大きくなるときには疑似ノック発生時と判定できるのである。これにより、ノック・疑似ノック発生が正確に判定されることとなり、内燃機関の運転状態を適切に制御することができる。
【００４３】
図１２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置における全体構成の変形例を示すブロック図である。なお、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４４】
上述の実施例ではＢＰＦ１１のフィルタ特性として中心周波数を内部にて切替えて用いたが、図１２に示すように、本変形例では異なる中心周波数からなる２つのノックセンサ１０Ａ，１０Ｂを有し、ノックセンサ１０Ａ，１０ＢからＢＰＦ１１への信号伝達経路途中にスイッチ回路１４を配設し、マイクロコンピュータ２０からの切替信号にてスイッチ回路１４における信号伝達経路を切替えるものである。即ち、ノックセンサ１０Ａ，１０Ｂからの信号波形をスイッチ回路１４を介して選択的にＢＰＦ１１に入力し、ノックセンサ１０Ａ，１０Ｂ及びＢＰＦ１１にてノック信号を抽出するフィルタ特性を切替えるものである。
【００４５】
このような構成においても、上述の実施例における構成と同様、ノック・疑似ノック発生が正確に判定でき、内燃機関の運転状態を適切に制御することができるという効果が期待できる。
【００４６】
ところで、上記実施例では、内燃機関の運転条件に対応してＢＰＦ１１の中心周波数を切替えたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、ＢＰＦの帯域幅（Ｑ値）を運転条件に応じて切替えるようにしてもよい。また、ＢＰＦの中心周波数と帯域幅（Ｑ値）とを組合わせ運転条件に応じて切替えるようにしてもよい。
【００４７】
また、上記実施例では、フィルタ特性をノイズ発生の運転領域で全気筒一律に切替えたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、ノイズ発生気筒が予め特定される内燃機関では、ノイズ発生領域でノイズ発生気筒のフィルタ特性を切替、ノイズ発生がない気筒のフィルタ特性は切替えないようにしてもよい。
【００４８】
そして、上記実施例では、フィルタ特性の復帰タイミングが頻繁に切替わることを防止するため、ノック制御領域内の特定の特性切替運転領域を外れたときとしてイグニッションスイッチがオン時の初期設定で解除し復帰させるようにしているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、アイドル時等の特定の運転条件で解除し復帰させるようにしてもよい。
【００４９】
更に、上記実施例では、気筒毎にノイズ発生状況が異なるときのノック・疑似ノック判定について述べたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、全気筒で一様にノイズ発生するものでは各気筒間の差に基づきノック・疑似ノック判定を実施するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置における全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置によるフィルタ特性を機関回転数をパラメータとするノック検出性にて示す特性図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置によるフィルタ特性を機関回転数をパラメータとするノイズ誤検出率にて示す特性図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置によるフィルタ特性を疑似ノックが発生し易い特定運転領域内で点火時期に対するノック・疑似ノックの判定率にて示す特性図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置で使用されているマイクロコンピュータにおけるノック・疑似ノック判定するためのＢＰＦの中心周波数設定の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は図５のＢＰＦの中心周波数初期設定の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置における各気筒毎のｌｏｇ（Ｖ）分布特性を示す特性図である。
【図８】図８は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置で用いられる内燃機関の機関回転数と負荷とをパラメータとしたノック制御領域及び疑似ノック判定領域を示す説明図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置で使用されているマイクロコンピュータにおけるノック・疑似ノック判定するためのＢＰＦの中心周波数設定の処理手順の変形例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置で使用されているマイクロコンピュータにおけるノック・疑似ノック判定するためのＢＰＦの中心周波数設定の処理手順の他の変形例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置における疑似ノック発生なし気筒及び疑似ノック発生気筒のｌｏｇ（Ｖ）分布特性を利用したノック・疑似ノック判定を示す特性図である。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用ノック制御装置における全体構成の変形例を示すブロック図である。
【図１３】図１３はノック信号と特定の運転条件における疑似ノック信号との違いを示す図である。
【符号の説明】
１０ノックセンサ
１１ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
１２ピークホールド回路
１５気筒判別センサ
２０マイクロコンピュータ

Claims

内燃機関で発生する振動信号波形からノック信号を抽出するフィルタ特性を切替自在な信号抽出手段と、
前記信号抽出手段で抽出した前記ノック信号に基づき前記内燃機関の特定運転領域におけるノック発生状況を検出するノック検出手段と、
前記ノック検出手段による検出結果に基づきノイズ発生の有無を判定するノイズ判定手段と、
前記ノイズ判定手段による判定結果に基づき前記特定運転領域内の特定の特性切替運転領域で前記信号抽出手段におけるフィルタ特性を切替える特性切替手段とを具備し、
前記ノイズ判定手段は、擬似ノックの発生し易い第１の気筒グループの最大ノック検出頻度を、前記擬似ノックの発生し難い第２の気筒グループの最小ノック検出頻度で除したノック検出頻度の比に基づき、前記擬似ノック発生状況にあると判定することを特徴とする内燃機関用ノック制御装置。
内燃機関で発生する振動信号波形からノック信号を抽出するフィルタ特性を切替自在な信号抽出手段と、
前記信号抽出手段で抽出した前記ノック信号に基づき前記内燃機関の特定運転領域におけるノック発生状況を検出するノック検出手段と、
前記ノック検出手段による検出結果に基づきノイズ発生の有無を判定するノイズ判定手段と、
前記ノイズ判定手段による判定結果に基づき前記特定運転領域内の特定の特性切替運転領域で前記信号抽出手段におけるフィルタ特性を切替える特性切替手段とを具備し、
前記ノイズ判定手段は、前記内燃機関の点火毎のノック信号のピーク出力値の対数正規分布の出力分布特性における各気筒毎の標準偏差値がそれぞれ算出され、擬似ノックの発生し易い第１の気筒グループの最大標準偏差値を前記擬似ノックの発生し難い第２の気筒グループの最小標準偏差値で除した標準偏差値の比に基づき前記疑似ノック発生状況にあると判定することを特徴とする内燃機関用ノック制御装置。
前記特性切替手段は、前記信号抽出手段におけるフィルタ特性の切替を中心周波数または帯域幅のうち少なくとも１つにより実施することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関用ノック制御装置。
前記特性切替手段は、前記信号抽出手段におけるフィルタ特性の切替を全気筒一律またはノイズ判定気筒で実施することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関用ノック制御装置。
前記特性切替手段は、前記信号抽出手段におけるフィルタ特性の切替を前記特性切替運転領域を外れたとき解除することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関用ノック制御装置。