JP4663467B2 - ノック発生状態判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノックの発生状態を判定する内燃機関のノック発生状態判定装置に関する。

一般に内燃機関においては、ノック振動を検出するノックセンサを内燃機関のシリンダブロックに取付け、ノックセンサの出力信号からノック周波数成分をバンドパスフィルタで一燃焼毎に抽出し、一燃焼毎のノック周波数成分のピーク値をノック判定用閾値と比較してノック判定を行うようにしている。

特許文献１においては、前述したノック判定手法とは別個のノック発生状態判定手法が開示されている。そして、特許文献１においてはノック発生状態判定装置の結果に基づいてノック判定用閾値を所定燃焼回数毎に修正している。

このような構成であるために、特許文献１においては、仮にノック判定用閾値の初期適合ミスにより誤遅角が発生したとしても、ノック発生状態判定手法によりノックが発生していないことが判定される場合にはノック判定用閾値を適切に修正することが可能である。

図９（ａ）は特許文献１に開示されるような従来技術の装置における点火時期（横軸）とトルク（縦軸）との関係を示す図である。図９（ａ）に示されるように、従来技術の装置においては、点火時期が過大ノック側または誤遅角側にシフトしている場合であっても、運転状態をノックの起こり始めの点火時期付近（制御目標値）まで正確に調節することが可能となっている。このため、特許文献１の内燃機関においては、ノック発生状態判定手法を使用しない場合に比較して、ロバスト性が向上する（例えば、特許文献１参照。）。
特願２００４−１２１８６５号

しかしながら、ノックの発生状況は、エンジンに使用される燃料の種類によっても変化する。点火時期とトルクとの関係を示す他の図である図９（ｂ）においては、低オクタン価燃料、例えばレギュラーガソリン使用時のノック発生点火時期と高オクタン価燃料、例えばハイオクガソリン使用時のノック発生点火時期とがそれぞれ示されている。

図示されるように、低オクタン価燃料使用時のノック発生点火時期は、高オクタン価燃料使用時のノック発生点火時期よりも進角側に位置している。例えばベース点火時期（ＭＢＴ）においては、低オクタン価燃料を使用すればノック有りと判定されるものの、高オクタン価燃料を使用した場合にはノック無しと判定される場合がある。

従って、高オクタン価燃料使用時にノック無しと判定されたためにノック判定用閾値を増大させると、後から低オクタン価燃料に入れ替えた場合には、実際にはノックが発生しているにも関わらずノック判定ができない事態が生じうる。

また、ノックが発生した場合におけるノックセンサの出力は内燃機関の複数の気筒に応じて異なる。このため、ノック判定用閾値は複数の気筒毎に独立して設定するのが好ましい。しかしながら、気筒間における点火時期の差が過剰に大きくなるのを抑制する必要があるので、実際には或る気筒においてノックを検出して遅角制御する場合には、他の気筒においても或る程度の遅角制御を連動して行うようにしている。

このような場合には、ノックの生じやすい気筒においてのみノック判定され、ノックの生じにくい気筒においてはほとんどノック判定されない。そして、ノックの生じやすい気筒においてノック判定されて遅角制御されると、当該気筒に連動して他の気筒も遅角制御される。このため、ノックの生じにくい気筒においては、ノックが常に検出されない状況になりうる。これにより、ノックの生じにくい気筒においてノック発生状態無しであると判定されてノック判定用閾値が増大されると、ノックの生じにくい気筒においてノックが生じる事態になったとしても、当該気筒においてノック判定されない事態にもなりうる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、高オクタン価燃料から低オクタン価燃料に入れ替えた場合にノック判定が適切に行われると共に、一つの気筒に連動して他の気筒の遅角補正を行う場合に他の気筒においてもノック判定が適切に行われるようにしたノック発生状態判定装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、内燃機関のノック発生状態を判定するノック発生状態判定装置において、前記内燃機関のノック状態に応じた波形の信号を出力するセンサと、前記センサにより出力された一燃焼毎の波形の振動強度と閾値とを比較して前記振動強度が前記閾値を越えたときにノックを検出するノック検出手段と、該ノック検出手段によって検出されたノックの回数を所定燃焼回数にわたってカウントするカウント手段と、所定燃焼回数において前記センサにより出力された波形の振動強度分布に基づいて前記内燃機関のノック発生状態の有無を判定するノック発生状態判定手段とを具備し、前記ノック発生状態判定手段によりノック発生状態無しと判定されたときに前記カウント手段によりカウントされたノックの回数が所定の値以上である場合には、前記閾値を所定の補正量だけ増大させると共に、前記ノック発生状態判定手段によりノック発生状態無しと判定されたときに前記カウント手段によりカウントされたノックの回数が所定の値よりも小さい場合には、前記閾値を維持するようにするとともに、前記複数の気筒のうちの一つの気筒において前記ノック発生状態判定手段によりノック発生状態無しと判定されたときに前記複数の気筒のうちの残りの気筒において前記ノック発生状態判定手段によりノック発生状態無しと判定されている場合には、当該一つの気筒に関する前記閾値を所定の補正量だけ増大させると共に、前記複数の気筒のうちの一つの気筒において前記ノック発生状態判定手段によりノック発生状態無しと判定されたときに前記複数の気筒のうちの残りの気筒において前記ノック発生状態判定手段によりノック発生状態有りと判定されている場合には、当該一つの気筒に関する前記閾値を維持するようにした、ノック発生状態判定装置が提供される。

すなわち１番目の発明においては、ノック発生状態判定手段によりノック発生状態無しと判定された場合であっても、ノックの回数が所定の値よりも小さいときにはノック判定用閾値の増加補正を禁止するようにしている。このため、例えば高オクタン価燃料から低オクタン価燃料に入れ替えた場合に上記の事象が起こるのであればノック判定用閾値は増加されることなく維持され、それにより、実際にはノックが発生しているにも関わらずノック判定ができなくなるのを防止できる。

すなわち１番目の発明においては、複数の気筒のうちの一つの気筒においてノック発生状態無しと判定された場合であっても残りの気筒においてノック発生状態有りと判定されているときには、当該一つの気筒に関する閾値の増加補正を禁止するようにしている。このため、一つの気筒に連動して他の気筒の遅角補正を行うことによってノック発生状態無しと判定された気筒においてもノック判定用閾値は増加されることなく維持され、それにより、当該気筒においてノックが生じる事態になったとしても当該気筒においてノック判定されなくなるのを防止できる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１に基づいて、本発明に基づくノック発生状態判定装置を含んだエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流には、吸入空気量を検出するエアフロメータ１４が設けられている。このエアフロメータ１４の下流側には、モータ１０によって開度調節されるスロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６とが設けられている。

さらに、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７には、エンジン１１の複数、例えば四つの気筒１〜気筒４のそれぞれに空気を導入する吸気マニホルド１９が設けられ、各気筒の吸気マニホルド１９の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２１が取り付けられ、各点火プラグ２１の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

一方、エンジン１１の排気管２２には、排出ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒２３が設けられ、この触媒２３の上流側に、排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ２４が設けられている。また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２５と、ノック振動を検出するノックセンサ２８と、エンジン１１のクランク軸が所定クランク各回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２６が取付られている。このクランク角センサ２６の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。なお、ノックセンサ２８の代わりに、図示しない筒内圧センサを用いるようにしてもよい。

これら各種センサの出力は、エンジン制御ユニット２７（以下、「ＥＣＵ２７」と称する）に入力される。このＥＣＵ２７は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、燃料噴射弁２０の燃料噴射量や点火プラグ２１の点火時期を制御する。また、ＥＣＵ２７に内蔵されたＲＡＭは、各プログラムを実行する際のデータおよび各種の所定値の記憶のために使用される。

このＥＣＵ２７は後述するノック発生状態判定のための各種プログラムを実行することにより、ノック発生状態の有無を判定する。本発明のエンジン１１においては、ノックセンサ２８を用いて一燃焼毎にノック検出が行われている。図２はノック検出を行うプログラムのフローチャートを示す図である。図２に示されるノック判定手法８０のステップ８１においては、ノックセンサ２８を用いてノック周波数成分の振動強度Ｍ、具体的にはピーク値が検出される。次いで、振動強度Ｍを所定の検出レベルＬと比較する（ステップ８２）。検出レベルＬは実験等により予め定められた値であり、ノック判定用閾値と言い換えてもよい。なお、別途算出されたノック判定用の形状相関係数を検出レベルＬに掛けて得られた積と、振動強度Ｍとを比較するようにしてもよい。

そして、振動強度Ｍが検出レベルＬよりも大きいと判定された場合には、当該燃焼においてノックが生じたものと判定し（ステップ８４）、ノック検出カウンタのカウンタ数Ｎｋを一つ増やす処理を行う（ステップ８５）。そして、ノック有りと判定した場合には点火時期を遅角補正してノックを抑制する。

一方、振動強度Ｍが検出レベルＬよりも大きいと判定されなかった場合には、ステップ８３においてノック無しと判定されて処理を終了する。ノック無しの判定が連続してなされた場合には点火時期を進角補正し、それにより、聴感で許容できるノック音の範囲内で点火時期を進角させてエンジン出力や燃費を向上させるようにしている。

このように、本発明においてはノック判定手法８０によるノックの検出を一燃焼毎に行っている。本発明のエンジン１１は第一気筒１から第四気筒４の四つの気筒を備えているので、このようなノックの検出は各気筒毎に行われているものとする。

一方、本発明の第一の実施形態に基づくノック発生状態判定装置においては、ノック判定手法８０で得られるカウンタ数Ｎｋが利用されている。図３は本発明に基づくノック発生状態判定装置による制御プログラム１００のフローチャートを示す図である。本発明のエンジン１１は第一気筒１から第四気筒４の四つの気筒を備えているので、プログラム１００のステップ１０１においてはこれら四つの気筒のうちの一つを選別し、選別された気筒について、後述する処理を行う。

次いで、プログラム１００のステップ１０２において、ＥＣＵ２７内に設けられた燃焼数カウンタに記録されたカウンタ数Ｎを一つ増やす処理を行う。従って、ステップ１０２より後のステップは内燃機関の一燃焼毎に行われるものとする。なお、燃焼数カウンタおよび後述するカウンタならびにノック検出カウンタは全てＥＣＵ２７内に組み込まれているものとする。

本発明においては、所定燃焼回数にわたる振動強度を統計的に判断して「ノック発生状態」を判定するノック発生状態判定手法２００を採用している。このため、ステップ１０３においては、ステップ１０２で更新した燃焼回数が所定の回数を越えたか否かを判定し、越えた場合にノック発生状態判定手法２００の結果を利用する。なお、燃焼回数が所定の回数を越えていない場合には処理を終了する。

ここで、本発明におけるノック発生状態判定手法２００について説明する。
図４および図５はノック発生状態の判定を行うプログラムのフローチャートを示す図である。ノック発生状態判定手法２００においては、燃焼数カウンタに記録されたカウンタ数Ｎを一つ増やす処理を行った後（ステップ２０１）、ステップ２０２およびステップ２０３において、予め算出された振動強度Ｍの平均値Ｖａｖおよび分散Ｘｄｉｖの更新を行う。具体的には、これら更新作業は、なまし定数α、β（０＜α、β＜１）を使用して、以下の式（１）および式（２）に基づいて行われる。さらに、ステップ２０４において以下の式（３）に基づき標準偏差σが算出される。なお、プログラム１００のステップ１０２で燃焼数カウンタの更新を行っているので、ステップ２０１における燃焼数カウンタの更新は実際には省略される。
Ｖａｖ←α×振動強度＋（１−α）×Ｖａｖ （１）
Ｘｄｉｖ←β×（振動強度−Ｖａｖ）²＋（１−β）×Ｘｄｉｖ （２）
σ←（Ｘｄｉｖ）^0.5 （３）

ところで、図６はノック発生状態判定手法で使用される領域を説明するための図である。図６に示される典型的な振動強度分布においては、平均値Ｖａｖ、標準偏差σに加えて、三つの領域ＺＡ、領域ＺＣ、および領域ＺＤが示されている。図示されるように、領域ＺＡは「Ｖａｖ＋σ」よりも大きい領域であり、領域ＺＤは「Ｖａｖ−σ」よりも小さい領域である。さらに、領域ＺＣは「Ｖａｖ−σ」と「Ｖａｖ」との間に位置する領域である。

このような領域分けを行った理由を図７（ａ）を参照して説明する。図７（ａ）はノック発生状態判定手法を説明するための図である。図７（ａ）においては振動強度分布Ｄ１から振動強度分布Ｄ４にかけてノック強度が増大する状態が示されている。図７（ａ）から分かるように、振動強度分布Ｄ１から振動強度分布Ｄ４にかけてノック強度が増大すると、右方向、つまりピークが大きくなる方向に振動強度分布が伸びる。これにより、平均値Ｖａｖも大きくなる方向にシフトすると共に、標準偏差σが増加する。その結果、ノック強度が増加すると、例えば振動強度分布Ｄ３に示されるように、振動強度分布の大部分が領域ＺＣに含まれるようになる。

それゆえ、本発明のノック発生状態判定手法においては、領域ＺＣと領域ＺＤとの間の比ＺＤ／ＺＣを振動強度分布Ｄ１から振動強度分布Ｄ４のそれぞれについて算出し、比ＺＤ／ＺＣを通じてノック発生状態の有無を判定するようにしている。この点に関し、ノック発生状態判定手法２００においては、領域比の代わりに各領域ＺＡ、ＺＣ、ＺＤのそれぞれにおいて検出レベルＬを越えた回数、つまりカウンタ値Ｎａ、Ｎｃ、Ｎｄおよびカウンタ値Ｎｄ、Ｎｃの比Ｎｄ／Ｎｃを使用している。

図７（ｂ）はノック状態とカウンタ値の比Ｎｄ／Ｎｃおよびカウンタ値Ｎａとの関係を示す図である。図７（ｂ）に示されるように、比Ｎｄ／Ｎｃはノックが発生していない状態においては比較的大きく、ノックが発生してその強度が大きくなるにつれて次第に低下する。図示されるように、ノック強度がさらに増大して所謂「小ノック」状態になると比Ｎｄ／Ｎｃは一定値（概ね零）をとるようになり、ノック強度が「小ノック」よりも増大して「発散ノック」になったとしても、比Ｎｄ／Ｎｃは変化しない。言い換えれば、比Ｎｄ／Ｎｃは「小ノック」よりもノック強度の小さい領域においてノック発生状態の有無を判定するのに有効である。

一方、図７（ａ）において領域ＺＡに着目すると、領域ＺＡにおける振動強度分布はノック強度が増大するのに伴って低下する。従って、図７（ｂ）に示されるように、領域ＺＡにおけるカウンタ値Ｎａもノック強度の増大に伴って低下する。このカウンタ値は「小ノック」状態において一定値をとる。そして、「発散ノック」時の振動強度分布Ｄ４においては振動強度分布が歪んで標準偏差σが増大するものの、振動強度分布の歪みはそれ以上であるので、図７（ｂ）に示されるようにカウンタ値Ｎａは再び上昇するようになる。従って、カウンタ値Ｎａは「発散ノック」発生状態の有無を判定することができる。

前述した内容をふまえつつ、図４を再び参照して、ノック発生状態判定手法２００におけるノック発生状態の判定について説明する。図４のステップ２０５からステップ２０７においては図７（ａ）に示される領域ＺＡ、領域ＺＣおよび領域ＺＤへの場合分けが行われる。すなわち、ステップ２０５においては振動強度Ｍが「Ｖａｖ−σ」よりも小さいか否かの判定を通じて領域ＺＤにおける振動強度Ｍを選出し、ステップ２０６においては振動強度Ｍが「Ｖａｖ−σ」以上でかつ「Ｖａｖ」よりも小さいか否かの判定を通じて領域ＺＣにおける振動強度Ｍを選出する。同様に、ステップ２０７においては振動強度Ｍが「Ｖａｖ＋σ」よりも大きいか否かの判定を通じて領域ＺＡにおける振動強度Ｍを選出する。次いで、ステップ２０８からステップ２１０のそれぞれにおいて、各領域ＺＤ、ＺＣ、ＺＡに関するカウンタ値Ｎｄ、Ｎｃ、Ｎａを一つ増やす処理が行われる。

次いで、図５におけるステップ２１１においては燃焼数カウンタのカウンタ値が所定の回数を越えたか否かが判定される。そして、所定の回数を越えた場合に、ノック発生状態判定手法によるノック発生状態の判定が行われる。なお、プログラム１００のステップ１０４が存在するので、ステップ２１１を省略してもよい。

はじめに、ステップ２１２において比Ｎｄ／Ｎｃと、比Ｎｄ／Ｎｃに関する所定値とを比較し、比Ｎｄ／Ｎｃが所定値よりも小さくないと判定された場合にはステップ２１４においてノック発生状態無しと判定される（図７（ｂ）を参照されたい）。一方、比Ｎｄ／Ｎｃが所定値よりも小さいと判定された場合には、ノック発生状態であると判定されて、ステップ２１３に進む。

ステップ２１３においては、ノック発生状態が「小ノック」であるのか「発散ノック」であるのかの判定が行われる。カウンタ値Ｎａが、カウンタ値Ｎａに関する所定値よりも小さい場合には、ステップ２１５においてノック発生状態が「小ノック」であると判定される。一方、カウンタ値Ｎａが所定値よりも小さくない場合には、ステップ２１６においてノック発生状態が「発散ノック」であると判定される。その後、ステップ２１７において各カウンタ値Ｎ、Ｎａ、Ｎｃ、Ｎｄがリセットされて、ノック発生状態判定手法２００の処理は終了される。このようにノック発生状態判定手法２００においては、比Ｎｄ／Ｎｃおよびカウンタ値Ｎａを用いることにより、ノック無し状態、小ノック状態および発散ノック状態を区別して判定可能になっている。

ここで、再び図３を参照すると、ノック発生状態判定手法２００によりノック発生状態の判定をした後で、ステップ１０４においてノック発生状態が有るか否かが判定される。具体的には、ノック発生状態判定手法２００のステップ２１５、２１６において「小ノック」または「発散ノック」であると判定されたときには、プログラム１００のステップ１０４においてノック発生状態有りと判定される。

そして、ノック発生状態有りと判定された場合には、ステップ１０６に進んで、検出レベルＬを所定の補正量ΔＬだけ低下させる補正を行う。これにより、後述するノック判定手法８０による次回以降のノックを検出され易くする。

一方、ステップ１０４においてノック発生状態有りと判定された場合には、ステップ１０５に進む。ステップ１０５においては、ノック判定手法８０のステップ８５から得られたノック検出カウンタ値Ｎｋが、ノック検出カウンタ値Ｎｋに関する所定値Ｎｋ１以上であるか否かが判定される。ここで、所定値Ｎｋ１は実験等により予め求められており、ＥＣＵ２７に組み入れられているものとする。

そして、ノック検出カウンタ値Ｎｋが所定値Ｎｋ１以上である場合には、ステップ１０７において、検出レベルＬを所定の補正量ΔＬだけ増大させる補正を行う。これにより、後述するノック判定手法８０による次回以降のノックを検出され難くする。なお、図面においてはステップ１０６とステップ１０７とにおける補正量ΔＬの絶対値は互いに等しくされているが、各ステップにおいて互いに異なる値の補正量を採用してもよい。

一方、ノック検出カウンタ値Ｎｋが所定値Ｎｋ１以上でない場合には、ステップ１０８に進む。このときには、検出レベルＬを維持するようにし、補正量ΔＬによる補正は行わない。言い換えれば、第一の実施形態においてはノック検出カウンタ値Ｎｋが所定値Ｎｋ１以上でない場合には、検出レベルＬの補正を増加禁止するようにする。次いで、ステップ１０９に進み、燃焼数カウンタおよびノック検出カウンタ等をリセットして処理を終了する。

このように、本発明の第一の実施形態においては、ノック発生状態判定手法２００によってノック発生状態無しと判定された場合であっても、ノック検出カウンタ値Ｎｋに基づいてノック判定用閾値を変更するか否かを決定するようにしている。すなわち、第一の実施形態においては、ノック検出カウンタ値Ｎｋが所定値Ｎｋ１以上である場合にのみ、検出レベルＬを増大するようにしている。

例えば高オクタン価燃料から低オクタン価燃料に入れ替えた場合に、ノック発生状態有り判定に基づいて検出レベルを増加させると、実際にはノックが発生しているにも関わらずノック判定ができなくなる不具合が生じうる。しかしながら、本発明の第一の実施形態においては、ノック検出カウンタ値Ｎｋが所定値Ｎｋ１以上でない場合には検出レベルＬの補正を行わないようにしているので、前述した不具合を抑制することが可能となっている。それゆえ、第一の実施形態においては、高オクタン価燃料から低オクタン価燃料に入れ替えた場合であっても、ノック判定用閾値の適正な修正が可能となる。

なお、第一の実施形態においては、第一気筒１から第四気筒４のうちの一つの気筒についての処理が終了した後は、他の気筒についての処理を行う。従って、このときには、プログラム１００のステップ１０１において、プログラム１００による処理が既に終了した気筒とは異なる気筒が選択される。その後、前述したのと同様な処理が残りの気筒２〜４の全てに対して繰り返し行われる。

図８は本発明の第二の実施形態に基づくノック発生状態判定装置による制御プログラムのフローチャートを示す図である。図８に示されるプログラム４００のステップ４０１〜４０３、２００、４０４は、プログラム１００におけるステップ１０１〜１０３、２００、１０４と同様であるので、説明を省略する。ただし、第二の実施形態においては、エンジン１１の気筒１〜４の全てに対してノック発生状態の判定を行うことが必要とされる。この点に関し、プログラム４００のステップ４０１とプログラム１００のステップ１０１とは実際には異なることに注意されたい。

第二の実施形態におけるステップ４０４において、ノック発生状態有りと判定された場合には、ステップ４０６に進んで、検出レベルＬを所定の補正量ΔＬだけ低下させる補正を行う。これにより、後述するノック判定手法８０による次回以降のノックを検出され易くする。

一方、ステップ４０４においてノック発生状態無しと判定された場合には、ステップ４０５に進む。ステップ４０５においては、現在ノックが判定されている気筒とは異なる気筒の全てにおいてノック発生状態判定手法２００に基づくノック発生状態が無しか否かが判定される。具体的には、四つの気筒を備えたエンジン１１において第一気筒１が判定されている場合には、第二気筒２〜第四気筒４の全てにおいてノック発生状態が無しか否かが判定される。

そして、第二気筒２〜第四気筒４の全てにおいてノック発生状態が無しであると判定されている場合には、ステップ４０７に進んで、検出レベルＬを所定の補正量ΔＬだけ増大させる補正を行う。これにより、後述するノック判定手法８０による次回以降のノックを検出され難くする。なお、第一の実施形態と同様に、ステップ４０６とステップ４０７とにおける補正量ΔＬが互いに異なる値であってもよい。

一方、第二気筒２〜第四気筒４においてノック発生状態が無しであると判定されなかった場合、つまり第二気筒２〜第四気筒４の全てがノック発生状態在りと判定された場合には、ステップ４０８に進む。このときには、検出レベルＬを維持するようにし、補正量ΔＬによる補正は行わない。言い換えれば、第二の実施形態においては第二気筒２〜第四気筒４においてノック発生状態が無しであると判定されなかった場合には、検出レベルＬの増加補正を禁止するようにする。次いで、ステップ４０９に進み、第一気筒に関する判定結果、つまり、第一気筒１におけるノック発生状態の有無をＥＣＵ２７のＲＯＭに記憶して、処理を終了する。

その後、第二の実施形態においては、第一気筒１から第四気筒４のうちの一つの気筒（この場合は第一気筒１）についての処理が終了した後は、他の気筒についての処理を行う。従って、このときには、プログラム４００のステップ４０１において、プログラム４００による処理が既に終了した気筒とは異なる気筒が選択される。その後、前述したのと同様な処理を残りの気筒２〜４の全てに対して行う。このとき、ステップ４０９にて記憶された他の気筒のノック発生状態の有無が適宜使用されるものとする。

このように、本発明の第二の実施形態においては、ノック発生状態判定手法２００によってノック発生状態無しと判定された場合であっても、他の気筒のノック発生状態の有無に基づいてノック判定用閾値を変更するか否かを決定するようにしている。すなわち、第二の実施形態においては、第二気筒２〜第四気筒４の全てがノック発生状態無しである場合にのみ検出レベルＬを増大するようにしている。

前述したように、或る気筒において遅角制御される場合には他の気筒、例えば第一気筒１においても或る程度の遅角制御が連動して行われる。このことにより、第一気筒１においてノック発生状態無しと判定された場合にノック発生状態有り判定に基づいて検出レベルを増加させると、第一気筒１においてノックが生じる事態になったときに第一気筒１においてノック判定されなくなる不具合が生じうる。しかしながら、第二の実施形態においては、他の気筒２〜４の全てにおいてノック発生状態である場合には検出レベルＬの補正を行わないようにしているので、それにより、前述した不具合を抑制することが可能となっている。それゆえ、第二の実施形態においては、一つの気筒に連動して他の気筒の遅角補正を行う場合にもノック判定用閾値の適正な修正が可能となる。

なお、プログラム４００のステップ４０５においては残りの全ての気筒２〜４がノック発生状態無しであるか否かを判定している。しかしながら、残りの全ての気筒２〜４の半分以上がノック発生状態無しであるか否かを判定するようにしてもよい。また、図１等を参照して説明した実施形態においてはエンジン１１が四つの気筒１〜４を含むとされているが、エンジン１１の気筒の数が異なる数であってもよいのは明らかであろう。

さらに、本発明においては、所定燃焼回数にわたる振動強度を統計的に判断して「ノック発生状態」の有無を判定するノック発生状態判定手法であれば、ノック発生状態判定手法２００とは異なる手法を採用することもできる。また、当然のことながら、第一および第二の実施形態を組み合わせて使用してもよい。

本発明に基づくノック発生状態判定装置を含んだエンジン制御システム全体の概略構成図である。 ノック検出を行うプログラムのフローチャートを示す図である。 本発明の第一の実施形態に基づくノック発生状態判定装置による制御プログラムのフローチャートを示す図である。 ノック発生状態の判定を行うプログラムのフローチャートを示す図である。 ノック発生状態の判定を行うプログラムのフローチャートを示す図である。 ノック発生状態判定手法で使用される領域を説明するための図である。 （ａ）ノック発生状態判定手法を説明するための図である。（ｂ）ノック状態とカウンタ値の比Ｎｄ／Ｎｃおよびカウンタ値Ｎａとの関係を示す図である。 本発明の第二の実施形態に基づくノック発生状態判定装置による制御プログラムのフローチャートを示す図である。 （ａ）従来技術の装置における点火時期とトルクとの関係を示す図である。（ｂ）点火時期とトルクとの関係を示す他の図である。

符号の説明

１〜４ 気筒
１１ エンジン
１２ 吸気管
１３ エアクリーナ
１４ エアフロメータ
１５ スロットルバルブ
１６ スロットル開度センサ
１７ サージタンク
１９ 吸気マニホルド
２０ 燃料噴射弁
２１ 点火プラグ
２２ 排気管
２３ 触媒
２４ 空燃比センサ
２５ 冷却水温センサ
２６ クランク角センサ
２７ エンジン制御ユニット
２８ ノックセンサ
８０ ノック判定手法
１００ 制御プログラム（第一の実施形態のノック発生状態判定装置）
２００ ノック発生状態判定手法
４００ 制御プログラム（第二の実施形態のノック発生状態判定装置）
Ｌ 検出レベル（閾値）
Ｎ カウンタ値
Ｎｋ ノック検出カウンタ値
ΔＬ 補正量

Claims (1)

1. 内燃機関（１１）のノック発生状態を判定するノック発生状態判定装置（１００）において、
   前記内燃機関（１１）のノック状態に応じた波形の信号を出力するセンサ（２８）と、 前記センサ（２８）により出力された一燃焼毎の波形の振動強度と閾値（Ｌ）とを比較して前記振動強度が前記閾値（Ｌ）を越えたときにノックを検出するノック検出手段（８０）と、
   該ノック検出手段によって検出されたノックの回数（Ｎｋ）を所定燃焼回数にわたってカウントするカウント手段と、
   所定燃焼回数（Ｎ）において前記センサ（２８）により出力された波形の振動強度分布に基づいて前記内燃機関（１１）のノック発生状態の有無を判定するノック発生状態判定手段（２００）とを具備し、
   前記ノック発生状態判定手段（２００）によりノック発生状態無しと判定されたときに前記カウント手段によりカウントされたノックの回数（Ｎｋ）が所定の値以上である場合には、前記閾値（Ｌ）を所定の補正量だけ増大させると共に、前記ノック発生状態判定手段（２００）によりノック発生状態無しと判定されたときに前記カウント手段によりカウントされたノックの回数（Ｎｋ）が所定の値よりも小さい場合には、前記閾値（Ｌ）を維持するようにするとともに、
   前記複数の気筒のうちの一つの気筒において前記ノック発生状態判定手段（２００）によりノック発生状態無しと判定されたときに前記複数の気筒のうちの残りの気筒において前記ノック発生状態判定手段（２００）によりノック発生状態無しと判定されている場合には、当該一つの気筒に関する前記閾値（Ｌ）を所定の補正量だけ増大させると共に、前記複数の気筒のうちの一つの気筒において前記ノック発生状態判定手段（２００）によりノック発生状態無しと判定されたときに前記複数の気筒のうちの残りの気筒において前記ノック発生状態判定手段（２００）によりノック発生状態有りと判定されている場合には、当該一つの気筒に関する前記閾値（Ｌ）を維持するようにした、ノック発生状態判定装置。

Images