JP2001107830A - 内燃機関のノック制御装置 - Google Patents

内燃機関のノック制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノックレベル信号のノイズ誤検出を防止して
信頼性を向上させた内燃機関のノック制御装置を得る。 【解決手段】 点火プラグ2を介したイオン電流を検出
する手段3と、イオン電流からノックレベル信号Nを算
出する手段12と、ノックレベル信号からノックレベル
平均値AVE2を算出する手段13Aと、ノックレベル
平均値からバックグランドレベルBGLAを算出する手
段14Aと、ノックレベル信号とバックグランドレベル
とを比較してノック状態を判定する手段15と、運転状
態およびノック判定結果から内燃機関の制御量を演算す
る手段7と、過渡状態を判定する手段16と、過渡判定
信号Hに応じてノックレベル平均値を減少補正する手段
17とを設け、過渡状態のバックグランドレベルを最適
値に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の燃焼
時に点火プラグを介して流れるイオン電流に基づいて内
燃機関のノックを検出し、ノック検出時に内燃機関の制
御量を補正する装置に関し、特にノックが多発する過渡
運転時において、バックグランドレベルの急増に起因し
た誤判定および誤制御を防止した内燃機関のノック制御
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、内燃機関のノック制御装置に
おいては、運転中にノック発生の有無を判定し、ノック
発生が検出された場合には、内燃機関の損傷を防ぐため
に、ノック量に応じて内燃機関の制御量をノック抑制側
(たとえば、点火時期を遅角側)に補正している。
【0003】また、内燃機関のノックを検出するために
は、内燃機関の燃焼時に生じるイオン量の変化を用いた
装置も提案されている。イオン電流を用いた内燃機関の
ノック制御装置は、ノックセンサを用いることなく、各
気筒毎のノック強度を検出することができるので、コス
トダウンを実現するうえで有効である。
【0004】この種の装置においては、イオン電流の重
畳ノイズによるノック誤検出を防止するために、イオン
電流検出信号に対してノイズ判定基準レベル(バックグ
ランドレベル)が設定される。
【0005】たとえば特開平10−9108号公報に記
載された装置においては、ノック電流の検出信号に波形
整形処理などを施した信号に対して、検出信号強度の平
均値と運転状態に応じた不感帯領域(オフセット値)と
の和より算出されたバックグランドレベル(ノイズレベ
ルの判定基準)を設定している。
【0006】図5は従来の内燃機関のノック制御装置を
概略的に示すブロック図である。また、図6は図5内の
各信号の動作波形を示すタイミングチャートであり、イ
オン電流検出信号Eiの波形整形信号Fiにノック信号
Kiが重畳した場合を示している。
【0007】図5において、内燃機関(エンジン)の点
火装置1は、一次巻線および二次巻線を有する点火コイ
ルと、点火コイルの一次電流i1(図6参照)を通電遮
断するパワートランジスタと(ともに図示せず)を含
む。
【0008】点火装置1内のパワートランジスタは、E
CU5からの点火信号Pに応答して、点火コイルの一次
電流i1をオンオフ(通電遮断)制御し、点火コイル
は、パワートランジスタのオンオフに応答して、二次巻
線から点火用高電圧V2(図6参照)を発生する。
【0009】点火プラグ2は、点火装置1から印加され
る点火用高電圧V2により点火火花を発生して、エンジ
ンの各気筒内の混合気を所定タイミングで着火する。す
なわち、各制御対象気筒の点火プラグ2には、点火時期
に応答して点火用高電圧が印加される。
【0010】イオン電流検出回路3は、燃焼時に点火プ
ラグ2のギャップ間に流れるイオン電流を検出するため
に、点火装置1内の点火コイルを介して点火プラグ2に
バイアス電圧を印加するバイアス手段(コンデンサ)
と、イオン電流検出信号Eiを出力する抵抗器と(とも
に図示せず)を含む。
【0011】各種センサ4は、周知のスロットル開度セ
ンサ、クランク角センサおよび温度センサなどを含み、
内燃機関の運転状態を示す各種センサ信号を生成する。
たとえば、各種センサ4内のクランク角センサは、エン
ジン回転数に応じたクランク角信号SGT(図6参照)
を出力する。
【0012】イオン電流検出信号Eiおよびクランク角
信号SGTを含む各種センサ信号は、マイクロコンピュ
ータからなるECU5に入力される。クランク角信号S
GTは、各気筒のクランク角基準位置を示したパルスエ
ッジを有しており、ECU5内において種々の制御演算
に用いられる。
【0013】ECU5は、イオン電流検出信号Eiに基
づいてノックを検出するノック検出手段6と、ノック検
出手段6のノック検出結果に基づいて点火信号Pを遅角
補正する点火制御手段7とを備えている。
【0014】点火制御手段7は、各種センサ4からの運
転状態および比較手段15からのノック判定結果に基づ
いて点火信号Pを生成するために、運転状態に応じてエ
ンジンの点火時期を決定する点火時期演算手段と、ノッ
ク発生が判定されたときにノック検出量に応じた遅角量
を演算して点火時期に反映させる点火時期補正手段とを
含む。
【0015】なお、点火制御手段7に限らず、エンジン
の制御量を演算する制御量演算手段としては、燃料噴射
量および噴射時期を演算する燃料噴射制御手段(図示せ
ず)などがある。また、ノック抑制用の制御量補正手段
は、燃料噴射時期を遅角補正することもできる。
【0016】ECU5内のノック検出手段6は、バンド
パスフィルタからなるフィルタ手段11、カウンタ手段
12、平均化手段13、オフセット手段14および比較
手段15を備えている。
【0017】フィルタ手段11は、波形整形手段を含
み、イオン電流検出信号Eiの波形整形信号Fi(図6
参照)から所定周波数帯域のノック信号Kiを抽出す
る。カウンタ手段12は、波形処理手段を含み、ノック
信号Kiの波形処理後のパルス数Nをカウントする。
【0018】カウンタ手段12は、ノックレベル算出手
段を構成しており、ノック信号Kiに基づいて、エンジ
ンのノック状態に対応したパルス数N(ノックレベル信
号)を算出する。パルス数N(ノックレベル信号)は、
ノック発生量を示している。
【0019】平均化手段13は、パルス数Nを平均化処
理してノックレベル平均値AVEを算出する。オフセッ
ト手段14は、ノックレベル平均値AVEをオフセット
して、バックグランドレベルBGL(ノイズレベルの判
断基準)を生成する。
【0020】オフセット手段14は、エンジンの運転状
態に応じてノックレベル平均値AVEに対するオフセッ
ト値OFSを算出するオフセット算出手段と、ノックレ
ベル平均値AVEおよびオフセット値OFSを加算して
バックグランドレベルBGLを算出するバックグランド
レベル算出手段とを含む。
【0021】比較手段15は、ノック判定手段を構成し
ており、パルス数N(ノックレベル信号)とバックグラ
ンドレベルBGLとを比較してエンジンのノック状態を
判定する。比較手段15は、パルス数Nがバックグラン
ドレベルBGLを越えたときに、ノック発生を示す比較
結果を出力する。
【0022】次に、図5、図6とともに、図7のフロー
チャートを参照しながら、従来の内燃機関のノック制御
装置の動作について説明する。まず、ECU5は、各種
センサ4からクランク角信号SGTなどを取り込み、運
転状態に応じた種々の演算を行い、点火装置1などの各
種アクチュエータに対して駆動信号を出力する。
【0023】たとえば、ECU5は、点火信号Pにより
点火装置1内のパワートランジスタをオンオフして一次
電流i1を通電遮断する。このとき、一次電流i1の通
電時に点火コイルに発生する一次電圧V1により、イオ
ン電流検出回路3内のバイアス電源(コンデンサ)が充
電される。
【0024】また、一次電流i1の遮断時(エンジンの
点火時期に対応)に一次電圧V1が上昇し、点火コイル
の二次巻線からは、さらに昇圧された二次電圧V2(数
10kV)が発生する。二次電圧V2は、点火制御気筒
の点火プラグ2に印加されて燃焼室内の混合気を燃焼さ
せる。
【0025】こうして混合気が燃焼すると、燃焼気筒の
燃焼室内にイオンが発生するので、イオン電流検出回路
3内のコンデンサに充電されたバイアス電圧は、点火制
御直後の点火プラグ2を介して放電する。
【0026】イオン電流検出回路3内の抵抗器は、イオ
ン電流を電圧変換してイオン電流検出信号Eiとして出
力する。このように、燃焼後に点火プラグ2を介して流
れるイオン電流は、イオン電流検出信号EiとしてEC
U5内のノック検出手段6に入力される。
【0027】このとき、エンジンにノックが発生した場
合、イオン電流にノック振動成分が重畳するので、イオ
ン電流検出信号Eiの波形整形信号Fiは、図6のよう
に、ノック振動成分が重畳した波形となる。
【0028】イオン電流検出信号Eiの処理動作を示す
図7において、まず、ECU5内のノック検出手段6の
フィルタ手段11は、イオン電流検出信号Eiの波形整
形信号Fiからノック信号Kiのみを抽出する(ステッ
プS1)。
【0029】カウンタ手段12は、ノック信号Kiを波
形整形してノックパルス列Kpに変換した後、ノックパ
ルス列Kpのパルス数Nをカウントする(ステップS
2)。パルス数Nは、ノック強度と大きく関連してお
り、後述するように、ノック判定に用いられるととも
に、次回のバックグランドレベルBGLの更新演算に用
いられる。
【0030】すなわち、ノック検出手段6内の比較手段
15は、パルス数Nと前回算出済みのバックグランドレ
ベルBGLとを比較し、パルス数Nがバックグランドレ
ベルBGLよりも大きいか否かを判定する(ステップS
3)。
【0031】パルス数Nは、ノック強度が大きくなれば
なるほど大きくなるので、比較手段15は、パルス数N
の大きさに基づいてノックの有無およびノック強度を判
定することができる。
【0032】点火制御手段7は、ステップS3におい
て、N>BGL(すなわち、YES)と判定されれば、
点火時期を遅角(ノックを抑制)するための遅角制御量
を計算し(ステップS4)、N≦BGL(すなわち、N
O)と判定されれば、点火時期を進角するための進角制
御量を計算する(ステップS5)。
【0033】このとき、点火制御手段7は、ステップS
4においては、前回および今回の点火制御時の遅角補正
量を参照し、ステップS5においては、前回の点火制御
時の進角補正量を参照して、それぞれ制御量を計算す
る。
【0034】また、ステップS3において、N>BGL
(ノック発生)の状態が連続して判定されれば、遅角量
を順次積算していき、ノック発生が判定されなくなった
時点で遅角量の積算を停止させる。
【0035】ノック判定用の比較基準となるバックグラ
ンドレベルBGL(所定パルス数)は、エンジン回転数
や検出信号Eiの波形整形レベルなどによっても異なる
が、たとえば、5〜20程度の値に設定される。
【0036】こうして、パルス数Nに基づき、比較手段
15によりノック発生が検出された場合には、ノック抑
制側に制御量を補正(すなわち、ノック発生気筒に対す
る点火時期を最適化)することにより、ノックを効果的
に抑制することができる。
【0037】一方、ノック検出手段6内の平均化手段1
3は、パルス数Nを平均化処理(フィルタ処理)し、以
下の(1)式、(2)式を用いてノックレベル平均値A
VEを算出する(ステップS6)。
【0038】 AVE=AVE(n−1)×KF+NP×(1−KF)・・・(1) NP=max{N−BGL(n−1),0} ・・・(2)
【0039】ただし、(1)式において、AVE(n−
1)はノックレベル平均値AVEの前回値、KFは平均
化処理係数(0<KF<1)である。また、(2)式に
おいて、BGL(n−1)はバックグランドレベルBG
Lの前回値である。
【0040】また、オフセット手段14は、ノックレベ
ル平均値AVEにオフセット値OFSを加算して、以下
の(3)式のようにバックグランドレベルBGLを算出
する(ステップS7)。
【0041】BGL=AVE+OFS ・・・(3)
【0042】最後に、ECU5は、(3)式により算出
されたバックグランドレベルBGLを、次回の点火制御
時のノック判定用の比較基準としてオフセット手段14
に格納し(ステップS8)、図7の処理ルーチンを終了
する。
【0043】次に、図8および図9の説明図を参照しな
がら、過渡運転状態(加減速状態)において、ノックレ
ベル平均値AVEが増加した場合のノック検出動作につ
いて説明する。図8および図9において、横軸は時間、
縦軸(棒グラフ状に示す各レベル)はパルス数Nであ
り、ノイズレベルに相当するパルス数Pnおよびノック
発生レベルに相当するパルス数Pkが示されている。
【0044】また、各図において、実線曲線はノックレ
ベル平均値AVEの時間変化、点線曲線はオフセット値
OFSの時間変化であり、一点鎖線曲線は、バックグラ
ンドレベルBGL(=AVE+OFS)の時間変化であ
る。
【0045】図8は定常状態から加速状態にシフトして
定常状態に復帰した場合の時間変化を示しており、オフ
セット値OFS(点線)は、エンジン回転数の上昇にと
もなって増加している。
【0046】図9は定常状態から減速状態にシフトして
定常状態に復帰した場合の時間変化を示しており、オフ
セット値OFS(点線)は、エンジン回転数の低下にと
もなって減少している。
【0047】図8において、定常状態でのパルス数N
(ノックレベル信号)に基づくバックグランドレベルB
GL(ノック判定レベル)は、比較的安定に且つ適切に
推移している。
【0048】したがって、ノック発生レベルに相当する
パルス数Pkが検出された場合には、N>BGLにより
ノック判定が正常に行われ、また、ノイズレベルに相当
するパルス数Pnが検出された場合には、N≦BGLに
よりノイズ判定が正常に行われる。
【0049】しかし、図8のように、加速状態にシフト
した場合には、ノックが頻発するので、ノックレベル平
均値AVEが急増し、ノックレベル平均値AVEに追従
してバックグランドレベルBGLも急増する。
【0050】したがって、加速状態においては、バック
グランドレベルBGLが適切に推移しないので、ノック
レベルのパルス数PkがバックグランドレベルBGL以
下となってしまい、ノックレベルのパルス数Pkのほと
んどがノイズレベルと誤判定されてしまう。
【0051】同様に、図9のように、定常状態から減速
状態にシフトした場合においても、ノックが頻発するの
で、ノックレベル平均値AVEが急増してバックグラン
ドレベルBGLも急増する。
【0052】したがって、減速状態においても、バック
グランドレベルBGLが適切に推移せず、ノックレベル
のパルス数PkのほとんどがバックグランドレベルBG
L以下となってしまい、誤ってノイズレベルと判定され
てしまう。
【0053】また、減速状態から定常状態にシフトした
直後においても、減速時に増加したノックレベル平均値
AVEが十分に減少しないので、ノックレベルのパルス
数NがバックグランドレベルBGLを越えずに、誤った
ノイズ判定がされる場合がある。
【0054】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関のノッ
ク制御装置は以上のように、過渡運転状態においてノッ
ク頻発によるノックレベル平均値AVEの急増を抑制す
る手段を具備していないので、過渡状態においてバック
グランドレベルBGLが急増してしまい、ノックレベル
を正確に判定することができず、ノック制御性が低下す
るという問題点があった。
【0055】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、過渡状態においてもバックグラ
ンドレベルを最適値に維持することにより、ノックレベ
ル信号のノイズ誤検出を防止して、信頼性を向上させた
内燃機関のノック制御装置を得ることを目的とする。
【0056】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る内燃機関のノック制御装置は、内燃機関の運転状態を
検出する各種センサと、内燃機関の燃焼時に点火プラグ
を介して流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手
段と、イオン電流に基づいて内燃機関のノック状態に対
応したノックレベル信号を算出するノックレベル算出手
段と、ノックレベル信号を平均化処理してノックレベル
平均値を算出する平均化手段と、ノックレベル平均値に
基づいてバックグランドレベルを算出するバックグラン
ドレベル算出手段と、ノックレベル信号とバックグラン
ドレベルとを比較して内燃機関のノック状態を判定する
ノック判定手段と、内燃機関の運転状態およびノック判
定手段の判定結果に基づいて内燃機関の制御量を演算す
る制御量演算手段とを備えた内燃機関のノック制御装置
において、運転状態が過渡状態にあることを判定する過
渡判定手段と、過渡判定手段からの過渡判定信号に応じ
てノックレベル平均値を減少補正する平均値補正手段と
を設けたものである。
【0057】また、この発明の請求項2に係る内燃機関
のノック制御装置は、請求項1において、平均値補正手
段の減少補正処理を選択的に禁止する補正禁止手段を設
け、補正禁止手段は、平均値補正手段がノックレベル平
均値の減少補正処理を開始してから所定期間が経過する
までは、過渡判定信号に応じた再度の減少補正処理を禁
止するものである。
【0058】また、この発明の請求項3に係る内燃機関
のノック制御装置は、請求項2において、所定期間は、
ノックレベル平均値の減少補正処理が開始されてからノ
ックレベル平均値が定常値に復帰するまでの期間に対応
するように設定されたものである。
【0059】また、この発明の請求項4に係る内燃機関
のノック制御装置は、請求項1において、平均値補正手
段は、減少補正処理の開始直後でのノックレベル平均値
の最小値を0に設定したものである。
【0060】また、この発明の請求項5に係る内燃機関
のノック制御装置は、請求項1において、平均値補正手
段は、内燃機関の運転状態に応じてノックレベル平均値
の減少補正量を可変設定したものである。
【0061】また、この発明の請求項6に係る内燃機関
のノック制御装置は、請求項1おいて、過渡判定手段
は、内燃機関の負荷パラメータの変化率が所定値を越え
た場合に過渡判定信号を生成するものである。
【0062】また、この発明の請求項7に係る内燃機関
のノック制御装置は、請求項1おいて、平均化手段は、
ノックレベル平均値の増加側に対してノックレベル信号
の反映率を大きく設定する第2の平均化手段を含み、平
均値補正手段は、第2の平均化手段により算出される第
2のノックレベル平均値を減少補正するものである。
【0063】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図について説明する。図1はこの発明の
実施の形態1を概略的に示すブロック図であり、前述
(図5参照)と同様のものについては、前述と同一符号
を付して詳述を省略する。
【0064】図1において、ECU5A内のノック検出
手段6Aは、フィルタ手段11〜比較手段15に加え
て、さらに、過渡判定手段16、平均値補正手段17お
よび補正禁止手段18を備えている。
【0065】この場合、平均化手段13Aは、ノックレ
ベル平均値AVEの増加側に対してパルス数N(ノック
レベル信号)の反映率を大きく設定する第2の平均化手
段(図示せず)を含み、第2の平均化手段により算出さ
れた第2のノックレベル平均値AVE2を生成する。
【0066】したがって、オフセット手段14Aは、第
2のノックレベル平均値AVE2にオフセット値OFS
を加算してバックグランドレベルBGLAを生成し、比
較手段15は、パルス数NをバックグランドレベルBG
LAと比較する。
【0067】過渡判定手段16は、各種センサ4の検出
情報に含まれる負荷パラメータ(たとえば、スロットル
開度または吸気圧など)に基づいて、エンジンの運転状
態が過渡状態にあることを判定し、負荷パラメータの変
化率が過渡状態を示す所定値を越えた場合に過渡判定信
号Hを生成する。
【0068】平均値補正手段17は、過渡判定信号Hに
応じて、ノックレベル平均値AVE2を減少補正するた
めの平均値補正係数Xを選択的に設定する。これによ
り、平均化手段13Aにおいて、ノックレベル平均値A
VE2が減少補正され、オフセット手段14Aにおい
て、バックグランドレベルBGLAが最適値に補正設定
される。
【0069】補正禁止手段18は、平均値補正手段17
がノックレベル平均値AVE2の減少補正処理を開始し
てから所定期間が経過するまでは、補正禁止信号Jを生
成して、過渡判定信号Hに応じた再度の減少補正処理を
禁止する。
【0070】補正禁止手段18内の所定期間は、平均値
補正手段17によるノックレベル平均値AVE2の減少
補正処理が開始されてから、ノックレベル平均値AVE
2が定常値に復帰するまでの期間に対応するように設定
されている。
【0071】次に、図2のフローチャートを参照しなが
ら、図1に示したこの発明の実施の形態1の動作につい
て説明する。図2において、前述(図7参照)と同様の
ステップS1〜S8については、同一符号を付して詳述
を省略する。なお、ステップS3A、S6A、S7A
は、それぞれ、前述のステップS3、S6、S7に対応
している。
【0072】まず、ノック検出手段6A内の過渡判定手
段16は、ECU5Aに入力された運転情報に含まれる
負荷パラメータ(スロットル開度など)を取得する(ス
テップS10)。
【0073】続いて、補正禁止手段18は、減少補正の
開始から所定期間(再補正処理禁止期間)内であるか否
かを判定し(ステップS11)、減少補正の開始から所
定期間内である(すなわち、YES)と判定されれば、
補正禁止信号Jを生成して、直ちに通常処理ステップS
1に進む。
【0074】これにより、平均値補正手段17によるノ
ックレベル平均値AVE2の減少補正処理の開始から所
定期間内においては、連続的な補正処理による過度な減
少補正が禁止される。
【0075】一方、ステップS11において、減少補正
の開始から所定期間内の状態でない(すなわち、NO)
と判定されれば、補正禁止手段18は、補正禁止信号J
を生成せず、過渡判定手段16の判定処理を有効にす
る。
【0076】すなわち、過渡判定手段16は、負荷パラ
メータの変化率に基づいて、現在の運転状態が過渡(加
減速)状態か否かを判定し(ステップS12)、過渡状
態である(すなわち、YES)と判定されれば、過渡判
定信号Hを生成する。
【0077】したがって、平均値補正手段17は、過渡
判定信号Hに応答して、平均値補正係数Xを設定し(ス
テップS13)、通常処理ステップS1に進む。一方、
ステップS12において、過渡状態でない(すなわち、
NO)と判定されれば、ステップS13を実行せずに、
直ちにステップS1に進む。
【0078】以下、ノック検出手段6Aは、イオン電流
検出信号Eiからノック信号Kiを取得(ステップS
1)し、ノック周波数のパルス数Nをカウント(ステッ
プS2)し、ノック判定(ステップS3A)に基づく点
火時期制御量の演算(ステップS4、S5)を実行す
る。
【0079】続いて、ノック検出手段6A内の平均化手
段13Aは、以下の(4)式により、平均値補正係数X
を用いて減少補正された第2のノックレベル平均値AV
E2を算出する(ステップS6A)。
【0080】 AVE2=AVE2(n−1)+{NP−AVE2(n−1)}×KF2−X ・・・(4)
【0081】ただし、(4)式において、AVE2(n
−1)は第2のノックレベル平均値AVE2の前回値、
KF2は第2の平均化処理係数(KF2>1)である。
【0082】第2の平均化処理係数KF2は、パルス数
Nの大きさによって可変設定され、パルス数Nが前回の
第2のノックレベル平均値AVE2(n−1)よりも大
きいほど大きい係数値に設定される。
【0083】したがって、(4)式の平均化処理によれ
ば、第2のノックレベル平均値AVE2は、ノイズレベ
ル増大側に対して追従性が速くなり、ピークノイズに近
い値に設定される。
【0084】また、オフセット手段14Aは、ステップ
S6Aで算出された第2のノックレベル平均値AVE2
を用いて、以下の(5)式のように、バックグランドレ
ベルBGLAを算出する(ステップS7A)。
【0085】 BGLA=AVE2+OFS ・・・(5)
【0086】最後に、(5)式から算出されたバックグ
ランドレベルBGLAを、ステップS3Aで用いられる
次回のノック判定値として格納し(ステップS8)、図
2の処理ルーチンを終了する。
【0087】次に、図3および図4の説明図を参照しな
がら、この発明の実施の形態1による過渡状態でのノッ
ク検出動作について説明する。図3および図4は前述の
図8および図9に対応しており、前述と同様のものにつ
いては同一符号を付して詳述を省略する。
【0088】この場合、実線曲線は第2のノックレベル
平均値AVE2の時間変化、点線曲線はオフセット値O
FSの時間変化であり、一点鎖線曲線は、補正後のバッ
クグランドレベルBGLA(=AVE2+OFS)の時
間変化である。
【0089】図3、図4において、過渡状態でのノック
レベル平均値AVE2(実線)は、過渡判定信号Hに応
答して減少補正され、これと同時にバックグランドレベ
ルBGLA(一点鎖線)も減少補正されている。
【0090】図3のように加速状態によりノックレベル
のパルス数Pkが頻発すると、第2のノックレベル平均
値AVE2が急増しようとするが、上記(4)式のよう
に、過渡判定信号Hに応答して平均値補正係数Xにより
減算補正されるので、ノック判定用のバックグランドレ
ベルBGLA(一点鎖線)の急増は抑制される。
【0091】したがって、バックグランドレベルBGL
Aが適正化され、ノック発生レベルに相当するパルス数
Pkが検出された場合には、N>BGLAによりノック
判定が正常に行われ、ノイズ誤判定を防止することがで
きる。また、ノイズレベルに相当するパルス数Pnが検
出された場合には、N≦BGLAによりノイズ判定が正
常に行われる。
【0092】また、一旦、過渡判定信号Hに応答して、
平均値補正手段17が減少補正を実行した後は、バック
グランドレベルBGLAが定常値に復帰するのに要する
十分な所定期間T(所定点火回数)が経過するまでは、
次の過渡判定信号Hが生成されても続けて減少補正され
ることがないので、過度の減少補正は防止される。
【0093】一方、図4のように減速状態にシフトした
場合も、同様にノックの頻発により第2のノックレベル
平均値AVE2が急増するので、オフセット値OFSが
減少しても、バックグランドレベルBGLAは急増しよ
うとする。
【0094】しかし、過渡判定信号Hに応答して、平均
値補正手段17が第2のノックレベル平均値AVE2を
減少補正するので、バックグランドレベルBGLA(一
点鎖線)は、増加が抑制されて適正化され、ノック判定
およびノイズ判定が正常に行われる。
【0095】この場合も、減速(過渡)状態において、
平均値補正手段17が減少補正を開始した後の所定期間
T中は、次の過渡判定信号Hが生成されても、続けて減
少補正が実行されることはない。
【0096】また、減速状態から定常状態にシフトした
直後においても、減速(過渡)中の第2のノックレベル
平均値AVE2の増加量が抑制されるので、ノックレベ
ルのパルス数PkがバックグランドレベルBGLAを越
えて、正常にノック判定を行うことができる。
【0097】このように、過渡状態において、過渡判定
信号Hに応じて第2のノックレベル平均値AVE2を減
少補正することにより、ノイズレベル判定基準となるバ
ックグランドレベルBGLAを最適値に推移させること
ができる。
【0098】したがって、過渡状態においてノックが頻
発しても、適正なノック判定に基づいてノック検出の信
頼性を維持することができ、ノック発生時の点火時期の
遅角制御状態を向上させることができる。
【0099】また、補正禁止手段18により、減少補正
の開始から所定期間Tが経過するまでは再度の減少補正
を禁止するので、第2のノックレベル平均値AVE2の
過度の減少補正を防止することができる。
【0100】すなわち、第2のノックレベル平均値AV
E2は、過渡判定時において一旦減少補正された後は、
各演算タイミング(点火制御)毎に検出されるパルス数
Nのレベルに追従して徐々に上昇していくので、所定期
間T内において定常値に復帰することができる。
【0101】なお、ここでは、所定期間Tを点火回数に
より設定したが、エンジン回転数に応じた時間をマップ
値として設定してもよい。
【0102】また、ノックレベル信号として、ノック信
号Kiのパルス数Nを用いたが、周知のように、ノック
信号Kiのピーク値または積分値など任意のパラメータ
が用いられ得ることは言うまでもない。
【0103】また、スロットル開度の変化率から過渡状
態を判定したが、各種センサ4から得られる他の負荷パ
ラメータ(たとえば、エンジン吸気量または吸気管内の
負圧など)の変化率に基づいて過渡状態を判定してもよ
い。
【0104】また、第2のノックレベル平均値AVE2
から平均値補正係数X(たとえば、0≦X≦4の範囲内
の値)を減算して減少補正したが、平均値補正手段17
において、0≦X<1の範囲内の平均値補正係数Xを設
定し、これを第2のノックレベル平均値AVE2に乗算
することにより減少補正してもよい。
【0105】また、ノイズレベルの増加方向に対するノ
ックレベル平均値の応答性をよくするために、第2のノ
ックレベル平均値AVE2を算出する平均化手段13A
を用いたが、一般的なノックレベル平均値AVEを算出
する平均化手段13(図5参照)を用いてもよい。
【0106】実施の形態2.なお、上記実施の形態1で
は、過渡状態において平均値補正手段17により設定さ
れる平均値補正係数Xの条件について特に言及しなかっ
たが、減少補正処理の開始直後における第2のノックレ
ベル平均値AVE2の最小値を「0」にするように平均
値補正係数Xを設定してもよい。
【0107】この場合、定常状態から過渡状態にシフト
した直後において、バックグランドレベルBGLAがオ
フセット値OFSと一致した値に減少補正されるので、
バックグランドレベルBGLAの急増を確実に且つ速や
かに抑制することができる。
【0108】また、バックグランドレベルBGLAとし
て必要最小限のオフセット値OFSの成分が確保される
ので、ノイズ成分をノック成分として誤判定することを
防止することができる。
【0109】実施の形態3.また、過渡判定時の運転状
態に応じて、平均値補正係数Xを可変設定してもよい。
この場合、たとえば、エンジン回転数が低回転領域の場
合には、第2のノックレベル平均値AVE2の減少補正
量を小さく設定することにより、不必要な減少補正を抑
制することができる。
【0110】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、内燃機関の運転状態を検出する各種センサと、内
燃機関の燃焼時に点火プラグを介して流れるイオン電流
を検出するイオン電流検出手段と、イオン電流に基づい
て内燃機関のノック状態に対応したノックレベル信号を
算出するノックレベル算出手段と、ノックレベル信号を
平均化処理してノックレベル平均値を算出する平均化手
段と、ノックレベル平均値に基づいてバックグランドレ
ベルを算出するバックグランドレベル算出手段と、ノッ
クレベル信号とバックグランドレベルとを比較して内燃
機関のノック状態を判定するノック判定手段と、内燃機
関の運転状態およびノック判定手段の判定結果に基づい
て内燃機関の制御量を演算する制御量演算手段とを備え
た内燃機関のノック制御装置において、運転状態が過渡
状態にあることを判定する過渡判定手段と、過渡判定手
段からの過渡判定信号に応じてノックレベル平均値を減
少補正する平均値補正手段とを設け、過渡状態において
もバックグランドレベルを最適値に維持するようにした
ので、ノックレベル信号のノイズ誤検出を防止して、信
頼性を向上させた内燃機関のノック制御装置が得られる
効果がある。
【0111】また、この発明の請求項2によれば、請求
項1において、平均値補正手段の減少補正処理を選択的
に禁止する補正禁止手段を設け、補正禁止手段は、平均
値補正手段がノックレベル平均値の減少補正処理を開始
してから所定期間が経過するまでは、過渡判定信号に応
じた再度の減少補正処理を禁止するようにしたので、過
度の減少補正を防止して信頼性を向上させた内燃機関の
ノック制御装置が得られる効果がある。
【0112】また、この発明の請求項3によれば、請求
項2において、所定期間は、ノックレベル平均値の減少
補正処理が開始されてからノックレベル平均値が定常値
に復帰するまでの期間に対応するように設定され、ノッ
クレベル平均値を十分に定常値に復帰させるようにした
ので、信頼性を向上させた内燃機関のノック制御装置が
得られる効果がある。
【0113】また、この発明の請求項4によれば、請求
項1において、平均値補正手段は、減少補正処理の開始
直後でのノックレベル平均値の最小値を0に設定したの
で、過渡状態の直後において速やかにノックレベル平均
値を減少補正することができ、信頼性を向上させた内燃
機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【0114】また、この発明の請求項5によれば、請求
項1において、平均値補正手段は、内燃機関の運転状態
に応じてノックレベル平均値の減少補正量を可変設定し
たので、運転状態に応じた最適値にノックレベル平均値
を減少補正することができ、信頼性を向上させた内燃機
関のノック制御装置が得られる効果がある。
【0115】また、この発明の請求項6によれば、請求
項1おいて、過渡判定手段は、内燃機関の負荷パラメー
タの変化率が所定値を越えた場合に過渡判定信号を生成
するようにしたので、過渡状態における制御信頼性を向
上させた内燃機関のノック制御装置が得られる効果があ
る。
【0116】また、この発明の請求項7によれば、請求
項1おいて、平均化手段は、ノックレベル平均値の増加
側に対してノックレベル信号の反映率を大きく設定する
第2の平均化手段を含み、平均値補正手段は、第2の平
均化手段により算出される第2のノックレベル平均値を
減少補正するようにしたので、ノイズレベルの増加方向
に対する応答性を速くして信頼性を向上させた内燃機関
のノック制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を示すブロック図で
ある。
【図2】 この発明の実施の形態1による平均値補正動
作を示すフローチャートである。
【図3】 この発明の実施の形態1による加速状態での
ノック検出動作を示す説明図である。
【図4】 この発明の実施の形態1による減速状態での
ノック検出動作を示す説明図である。
【図5】 従来の内燃機関のノック制御装置を示すブロ
ック図である。
【図6】 従来の内燃機関のノック制御装置の動作を示
す波形図である。
【図7】 従来の内燃機関のノック制御装置によるバッ
クグランドレベル算出動作を示すフローチャートであ
る。
【図8】 従来の内燃機関のノック制御装置による加速
状態でのノック検出動作を示す説明図である。
【図9】 従来の内燃機関のノック制御装置による減速
状態でのノック検出動作を示す説明図である。
【符号の説明】
1 点火装置、2 点火プラグ、3 イオン電流検出回
路、4 各種センサ、5A ECU、6A ノック検出
手段、7 点火制御手段(制御量演算手段)、11 フ
ィルタ手段、12 カウンタ手段(ノックレベル算出手
段)、13A平均化手段、14A オフセット手段(バ
ックグランドレベル算出手段)、15比較手段(ノック
判定手段)、16 過渡判定手段、17 平均値補正手
段、18 補正禁止手段、AVE2 第2のノックレベ
ル平均値、BGLA バックグランドレベル、Ei イ
オン電流検出信号、H 過渡判定信号、J 補正禁止信
号、Ki ノック信号、N パルス数(ノックレベル信
号)、T 所定期間、X 平均値補正係数、S3A ノ
ック発生を判定するステップ、S6A ノックレベル平
均値を算出するステップ、S7A 補正後のバックグラ
ンドレベルを算出するステップ、S10 負荷パラメー
タを取得するステップ、S11 所定期間経過を判定す
るステップ、S12 過渡状態を判定するステップ、S
13 平均値補正係数を設定するステップ。
フロントページの続き (72)発明者 岡村 浩一 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 小岩 満 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大橋 豊 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 3G019 FA23 FA31 LA01 3G022 BA01 CA04 DA02 EA00 EA02 EA10 FA03 FA04 FA08 GA00 GA01 GA05 GA06 GA07 GA13 3G084 BA17 CA04 DA04 DA20 DA38 EA08 EA11 EB24 EB25 EC02 EC03 FA00 FA18 FA25 FA33 FA38

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の運転状態を検出する各種セン
    サと、 前記内燃機関の燃焼時に点火プラグを介して流れるイオ
    ン電流を検出するイオン電流検出手段と、 前記イオン電流に基づいて前記内燃機関のノック状態に
    対応したノックレベル信号を算出するノックレベル算出
    手段と、 前記ノックレベル信号を平均化処理してノックレベル平
    均値を算出する平均化手段と、 前記ノックレベル平均値に基づいてバックグランドレベ
    ルを算出するバックグランドレベル算出手段と、 前記ノックレベル信号と前記バックグランドレベルとを
    比較して前記内燃機関のノック状態を判定するノック判
    定手段と、 前記内燃機関の運転状態および前記ノック判定手段の判
    定結果に基づいて前記内燃機関の制御量を演算する制御
    量演算手段と を備えた内燃機関のノック制御装置において、 前記運転状態が過渡状態にあることを判定する過渡判定
    手段と、 前記過渡判定手段からの過渡判定信号に応じて前記ノッ
    クレベル平均値を減少補正する平均値補正手段とを設け
    たことを特徴とする内燃機関のノック制御装置。
  2. 【請求項2】 前記平均値補正手段の減少補正処理を選
    択的に禁止する補正禁止手段を設け、 前記補正禁止手段は、前記平均値補正手段が前記ノック
    レベル平均値の減少補正処理を開始してから所定期間が
    経過するまでは、前記過渡判定信号に応じた再度の減少
    補正処理を禁止することを特徴とする請求項1に記載の
    内燃機関のノック制御装置。
  3. 【請求項3】 前記所定期間は、前記ノックレベル平均
    値の減少補正処理が開始されてから前記ノックレベル平
    均値が定常値に復帰するまでの期間に対応するように設
    定されたことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の
    ノック制御装置。
  4. 【請求項4】 前記平均値補正手段は、減少補正処理の
    開始直後での前記ノックレベル平均値の最小値を0に設
    定したことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のノ
    ック制御装置。
  5. 【請求項5】 前記平均値補正手段は、前記内燃機関の
    運転状態に応じて前記ノックレベル平均値の減少補正量
    を可変設定したことを特徴とする請求項1に記載の内燃
    機関のノック制御装置。
  6. 【請求項6】 前記過渡判定手段は、前記内燃機関の負
    荷パラメータの変化率が所定値を越えた場合に前記過渡
    判定信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の
    内燃機関のノック制御装置。
  7. 【請求項7】 前記平均化手段は、前記ノックレベル平
    均値の増加側に対して前記ノックレベル信号の反映率を
    大きく設定する第2の平均化手段を含み、 前記平均値補正手段は、前記第2の平均化手段により算
    出される第2のノックレベル平均値を減少補正すること
    を特徴とする請求項1に記載の内燃機関のノック検出装
    置。
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