JP2007009739A - ノッキング状態判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ノッキングの発生回数を高い精度で判定する。
【解決手段】 エンジンＥＣＵは、ノックセンサから送信された信号に基づいて、強度値ＬＯＧ（Ｖ）を算出するステップ（Ｓ１００）と、Ｎ（Ｎは自然数）サイクル分の強度値ＬＯＧ（Ｖ）の頻度分布における最大値Ｖ（ＭＡＸ）を決定するステップ（Ｓ１０６）と、頻度分布に基づいて、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）を算出するステップ（Ｓ１１０）と、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が最大値Ｖ（ＭＡＸ）よりも小さい場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、頻度分布からＶ（ＭＡＸ）を取除くステップ（Ｓ１１４）と、取除いた最大値Ｖ（ＭＡＸ）の頻度の総合計をノック占有率ＫＣとしてカウントするステップ（Ｓ１１６）とを含むプログラムを実行する。ノック判定レベルＶ（ＫＤ）と最大値Ｖ（ＭＡＸ）とが一致するまで、最大値Ｖ（ＭＡＸ）が取除かれ、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が再算出される。
【選択図】 図７

Description

本発明は、ノッキングの状態を判定する技術に関し、特に、内燃機関の振動の強度に関する強度値を複数検出し、所望の値よりも大きい強度値に基づいて、ノッキングの状態を判定する技術に関する。

一般的に、ノック判定レベルはノックセンサ信号の平均値に定数Ｋを乗じて作成している。このようなＫＣＳ（Knock Control System）はエンジン、ノックセンサ等の製造バラツキあるいは経時変化等により最適なＫ値が変わり、正確なノック検出ができなくなるという問題点がある。この問題点を解決するために、ノックセンサ信号の分布形状をもとにノックの有無を判定する技術がある。

特開平１−３１５６４９号公報（特許文献１）に記載の内燃機関用ノック制御装置は、内燃機関のノックを検出するためのノックセンサと、このノックセンサの信号からノック検出のために有効なノック強度値Ｖを検出するノック強度値検出部と、ノック強度値とノック判定レベルとの比較によりノックの有・無を判定するノック判定部と、この判定結果に応じて点火時期あるいは空燃比等のノック制御要因を制御するノック制御部と、ノック強度値Ｖの略対数変換値の分布の累積％点ＶＰをノック強度値Ｖの入力毎に検出する累積％点検出部と、ノック強度値Ｖの略対数変換値の実質標準偏差値Ｓをノック強度値Ｖの入力毎に検出する標準偏差検出部と、ノック判定レベルＶＫＤを累積％点ＶＰおよび実質標準偏差値Ｓに基づいて、ＶＫＤ＝Ｓⁿ×ＶＰ（ただし、ｎ≧2.5）により作成するノック判定レベル作成部とを含む。検出されたノック強度値Ｖのうち、ノック判定レベルＶＫＤよりも高いものがノッキングによるノック強度値Ｖであると判定される。すなわち、ノック判定レベルＶＫＤよりも高いノック強度Ｖの個数（頻度）が、ノッキングが発生した回数（頻度）と判定される。

この公報に記載の内燃機関用ノック制御装置によれば、ノック強度値検出部により検出されたノック強度値Ｖの略対数変換値の分布の累積％点ＶＰを累積％点検出部によりノック強度値Ｖの入力毎に検出し、ノック強度値Ｖの略対数変換値の実質標準偏差値を標準偏差検出部によりノック強度値Ｖの入力毎に検出する。そして累積％点ＶＰおよび実質標準偏差値に基づいてノック判定レベル作成部によりノック判定レベルをＶＫＤ＝Ｓⁿ×ＶＰにより作成し、このノック判定レベルとノック強度値とをノック判定部により比較してノックの有無を判定することができる。
特開平１−３１５６４９号公報（特許第２６０５８０５号公報）

しかしながら、特開平１−３１５６４９号公報に記載の内燃機関用ノック制御装置においては、ノッキングが頻繁に発生したり内燃機関自体のＢＧＬ（Back Ground Level）が上昇したりして、大きなノック強度値Ｖが数多く検出されると、ノック強度値Ｖの略対数変換値の分布の累積％点ＶＰと実質標準偏差値Ｓとが大きくなる。この場合、ノック判定レベルＶＫＤが大きくなる。そのため、ノッキングが発生しているにも関わらず、ノッキングが発生していると判定されず、ノッキングが発生した回数など、ノッキングの発生状態を精度よく判定できなくなる場合があるという問題点があった。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ノッキングの発生状態を高い精度で判定することができるノッキング状態判定装置を提供することである。

第１の発明に係るノッキング状態判定装置は、内燃機関におけるノッキングの状態を判定する。このノッキング状態判定装置は、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を複数検出するための検出手段と、複数の強度値のうち、第１の値以下の強度値に基づいて、第２の値を算出するための算出手段と、第１の値と第２の値との偏差が予め定められた偏差よりも大きい場合、第１の値と第２の値との偏差が予め定められた偏差よりも小さくなるように、第１の値を補正するための手段と、補正された第１の値および補正された第１の値以下の強度値に基づいて算出された第２の値の少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値に基づいて、ノッキングの発生状態を判定するための判定手段とを含む。

第１の発明によると、検出手段が、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を複数検出する。複数の強度値のうち、第１の値以下の強度値に基づいて、算出手段が第２の値を算出する。たとえば、第１の値以下の強度値における中央値と、強度値の最小値から第１の値以下の強度値までにおける標準偏差値とが算出される。予め定められた係数と標準偏差値との積を中央値に加算することにより、第２の値が算出される。このようにして算出された第２の値と第１の値との偏差が予め定められた偏差よりも大きい場合、第１の値と第２の値との偏差が予め定められた偏差よりも小さくなるように、第１の値が補正される。第１の値は、たとえば、小さくされる。このとき、第２の値は、第１の値の補正に伴なって小さくされる。判定手段は、補正された第１の値および補正された第１の値以下の強度値に基づいて算出された第２の値の少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値に基づいて、ノッキングの発生状態を判定する。たとえば、補正された第１の値および補正された第１の値以下の強度値に基づいて算出された第２の値の少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値の個数が、ノッキングが発生した回数であると判定される。これにより、複数の強度値の全てに基づいて第２の値を算出した場合に比べて小さい第２の値およびその第２の値との偏差が小さい第１の値の少なくともいずれか一方をしきい値として、ノッキングの発生状態を判定することができる。そのため、大きい強度値が数多く検出された場合において、ノッキングの有無を判定するしきい値が高くなり、判定されるノッキングの発生回数が、実際の発生回数よりも少なくなることを抑制することができる。その結果、ノッキングの発生状態を高い精度で判定することができるノッキング状態判定装置を提供することができる。

第２の発明に係るノッキング状態判定装置は、内燃機関におけるノッキングの状態を判定する。このノッキング状態判定装置は、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を複数検出するための検出手段と、複数の強度値のうち、第１の値以下の強度値に基づいて、第２の値を算出するための算出手段と、第１の値が第２の値よりも小さい場合は第１の値が第２の値以上になるように、第１の値が第２の値よりも大きい場合は第１の値が第２の値以下になるように、第１の値を補正するための手段と、補正された第１の値および補正された第１の値以下の強度値に基づいて算出された第２の値の少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値に基づいて、ノッキングの発生状態を判定するための判定手段とを含む。

第２の発明によると、検出手段が、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を複数検出する。複数の強度値のうち、第１の値以下の強度値に基づいて、算出手段が第２の値を算出する。たとえば、第１の値以下の強度値における中央値と、強度値の最小値から第１の値以下の強度値までにおける標準偏差値とが算出される。予め定められた係数と標準偏差値との積を中央値に加算することにより、第２の値が算出される。このようにした算出された第２の値と第１の値とを比較し、第１の値が第２の値よりも小さい場合は第１の値が第２の値以上になるように、第１の値が第２の値よりも大きい場合は第１の値が第２の値以下になるように、第１の値が補正される。第１の値は、たとえば、小さくされる。このとき、第２の値は、第１の値の補正に伴なって小さくされる。判定手段は、補正された第１の値および補正された第１の値以下の強度値に基づいて算出された第２の値の少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値に基づいて、ノッキングの発生状態を判定する。たとえば、補正された第１の値および補正された第１の値以下の強度値に基づいて算出された第２の値の少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値の個数が、ノッキングが発生した回数であると判定される。これにより、複数の強度値の全てに基づいて第２の値を算出した場合に比べて小さい第２の値およびその第２の値との偏差が小さい第１の値の少なくともいずれか一方をしきい値として、ノッキングの発生状態を判定することができる。そのため、大きい強度値が数多く検出された場合において、ノッキングの有無を判定するしきい値が高くなり、判定されるノッキングの発生回数が、実際の発生回数よりも少なくなることを抑制することができる。その結果、ノッキングの発生状態を高い精度で判定することができるノッキング状態判定装置を提供することができる。

第３の発明に係るノッキング状態判定装置においては、第１または２の発明の構成に加え、判定手段は、補正された第１の値および補正された第１の値以下の強度値に基づいて算出された第２の値の少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値の個数が、ノッキングが発生した回数であると判定するための回数判定手段を含む。

第３の発明によると、補正された第１の値および補正された第１の値以下の強度値に基づいて算出された第２の値の少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値の個数が、ノッキングが発生した回数であると判定される。これにより、複数の強度値の全てに基づいて第２の値を算出した場合に比べて小さい第２の値およびその第２の値との偏差が小さい第１の値の少なくともいずれか一方をしきい値として、ノッキングの発生回数を判定することができる。そのため、大きい強度値が数多く検出された場合において、ノッキングの有無を判定するしきい値が高くなり、判定されるノッキングの発生回数が、実際の発生回数よりも少なくなることを抑制することができる。その結果、ノッキングの発生回数を高い精度で判定することができる。

第４の発明に係るノッキング状態判定装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、第１の値以下の強度値における中央値を算出するための手段と、強度値の最小値から第１の値以下の強度値までにおける標準偏差値を算出するための手段とをさらに含む。算出手段は、予め定められた係数と標準偏差値との積を中央値に加算することにより、第２の値を算出するための手段を含む。

第４の発明によると、強度値の最小値から第１の値以下の強度値までにおける標準偏差値と係数との積を、中央値に加算することにより、第２の値が算出される。これにより、強度値の頻度分布から、ノッキングの発生状態を判定するために用いる第２の値を算出することができる。

第５の発明に係るノッキング状態判定装置においては、第４の発明の構成に加え、補正手段は、第１の値が小さくなるように補正するための手段を含む。

第５の発明によると、補正手段が、第１の値を小さくする。第２の値は、強度値の頻度分布から算出される。そのため、第１の値が小さくなり、第２の値を算出するために用いられる強度値が小さくされると、第２の値が小さくなる。これにより、第２の値を小さくして、ノッキングの有無を判定するために用いるしきい値を小さくすることができる。そのため、ノッキングの有無を判定するしきい値が高くなり、判定されるノッキングの発生回数が、実際の発生回数よりも少なくなることを抑制することができる。

第６の発明に係るノッキング状態判定装置は、内燃機関におけるノッキング状態を判定する。このノッキング状態判定装置は、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を複数検出するための検出手段と、複数の強度値のうち、少なくとも一部の強度値における標準偏差値および中央値を算出し、予め定められた係数と標準偏差との積を、中央値に加算することにより、ノック判定レベルを算出するための算出手段と、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値とノック判定レベルとの偏差が予め定められた偏差よりも大きい場合、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値の最大値とノック判定レベルとの偏差が予め定められた偏差よりも小さくなるように、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値から最大値を繰り返し取除いて、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値を少なくするための手段と、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値およびノック判定レベルの少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値に基づいて、ノッキングの発生状態を判定するための判定手段とを含む。

第６の発明によると、検出手段が、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を複数検出する。複数の強度値のうち、少なくとも一部の強度値における標準偏差値および中央値が算出され、予め定められた係数と標準偏差値との積が中央値に加算されることにより、ノック判定レベルが算出される。このようにして算出されたノック判定レベルとノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値との偏差が予め定められた偏差よりも大きい場合、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値とノック判定レベルとの偏差が予め定められた偏差よりも小さくなるように、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値から最大値が繰り返し取除かれ、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値が少なくされる。これに伴い、中央値や標準偏差が小さくなるため、ノック判定レベルが小さくされる。判定手段は、選択された強度値における最大値およびノック判定レベルの少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値に基づいて、ノッキングの発生状態を判定する。たとえば、選択された強度値における最大値およびノック判定レベルの少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値の個数が、ノッキングが発生した回数であると判定される。これにより、複数の強度値の全てに基づいてノック判定レベルを算出した場合に比べて小さいノック判定レベルおよびそのノック判定レベルとの偏差が小さい最大値の少なくともいずれか一方をしきい値として、ノッキングの発生状態を判定することができる。そのため、大きい強度値が数多く検出された場合において、ノッキングの有無を判定するしきい値が高くなり、判定されるノッキングの発生回数が、実際の発生回数よりも少なくなることを抑制することができる。その結果、ノッキングの発生状態を高い精度で判定することができるノッキング状態判定装置を提供することができる。

第７の発明に係るノッキング状態判定装置は、内燃機関におけるノッキング状態を判定する。このノッキング状態判定装置は、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を複数検出するための検出手段と、複数の強度値のうち、少なくとも一部の強度値における標準偏差値および中央値を算出し、予め定められた係数と標準偏差との積を、中央値に加算することにより、ノック判定レベルを算出するための算出手段と、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値がノック判定レベルよりも小さい場合は、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値がノック判定レベル以上になるように、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値がノック判定レベルよりも大きい場合は、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値がノック判定レベル以下になるように、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値から最大値を繰り返し取除いて、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値を少なくするための手段と、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値およびノック判定レベルの少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値に基づいて、ノッキングの発生状態を判定するための判定手段とを含む。

第７の発明によると、検出手段が、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を複数検出する。複数の強度値のうち、少なくとも一部の強度値における標準偏差値および中央値が算出され、予め定められた係数と標準偏差値との積が中央値に加算されることにより、ノック判定レベルが算出される。このようにした算出されたノック判定レベルと選択された強度値における最大値とが比較される。ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値がノック判定レベルよりも小さい場合は、最大値がノック判定レベル以上になるように、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値から最大値が繰り返し取除かれ、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値が少なくされる。ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値がノック判定レベルよりも大きい場合は、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値がノック判定レベル以下になるように、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値から最大値が繰り返し取除かれ、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値が少なくされる。これに伴い、中央値や標準偏差が小さくなるため、ノック判定レベルが小さくされる。判定手段は、選択された強度値における最大値およびノック判定レベルの少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値に基づいて、ノッキングの発生状態を判定する。たとえば、選択された強度値における最大値およびノック判定レベルの少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値の個数が、ノッキングが発生した回数であると判定される。これにより、複数の強度値の全てに基づいてノック判定レベルを算出した場合に比べて小さいノック判定レベルおよびそのノック判定レベルとの偏差が小さい最大値の少なくともいずれか一方をしきい値として、ノッキングの発生状態を判定することができる。そのため、大きい強度値が数多く検出された場合において、ノッキングの有無を判定するしきい値が高くなり、判定されるノッキングの発生回数が、実際の発生回数よりも少なくなることを抑制することができる。その結果、ノッキングの発生状態を高い精度で判定することができるノッキング状態判定装置を提供することができる。

第８の発明に係るノッキング状態判定装置は、第６または７の発明の構成に加え、判定手段は、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値およびノック判定レベルの少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値の個数が、ノッキングが発生した回数であると判定するための回数判定手段を含む。

第８の発明によると、ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値およびノック判定レベルの少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値の個数が、ノッキングが発生した回数であると判定される。これにより、複数の強度値の全てに基づいてノック判定レベルを算出した場合に比べて小さいノック判定レベルおよびそのノック判定レベルとの偏差が小さい最大値の少なくともいずれか一方をしきい値として、ノッキングの発生回数を判定することができる。そのため、大きい強度値が数多く検出された場合において、ノッキングの有無を判定するしきい値が高くなり、判定されるノッキングの発生回数が、実際の発生回数よりも少なくなることを抑制することができる。その結果、ノッキングの発生回数を高い精度で判定することができる。

第９の発明に係るノッキング状態判定装置は、第１〜８のいずれかの発明の構成に加え、内燃機関の燃焼に起因する振動の強度を検出するための手段をさらに含む。強度値は、予め定められたクランク角の間における内燃機関の振動の強度のピーク値を対数変換した値である。

第９の発明によると、強度値には、振動の強度のピーク値が対数変換された値が用いられる。これにより、たとえばシリンダブロックに設けられるノックセンサにより、振動の大きさを分析するために適した強度値を得ることができる。

第１０の発明に係るノッキング状態判定装置は、請求１〜８のいずれかの発明の構成に加え、内燃機関の燃焼に起因する振動の強度を検出するための手段と、予め定められたクランク角の間における内燃機関の振動の波形を予め記憶するための手段と、予め定められたクランク角の間における内燃機関の振動の波形を検出するための手段と、記憶された波形と検出された波形とを比較した結果に基づいて、記憶された波形と検出された波形との偏差に関する値を算出するための手段とをさらに含む。強度値は、予め定められたクランク角の間における内燃機関の振動の強度のピーク値と偏差に関する値との積を対数変換した値である。

第１０の発明によると、内燃機関の振動の波形が検出される。この波形は、たとえば、ノッキング発生時の波形として予め記憶された波形と比較される。比較により、検出された波形と記憶された波形との偏差に関する値が算出される。これにより、検出された振動がノッキングによるものか否かを振動の波形（挙動）から比較し、数値化することができる。強度値には、強度のピーク値と偏差に関する値との積を対数変換した値が用いられる。これにより、振動の大きさに加え、振動の波形（挙動）を考慮した強度値を得ることができる。そのため、検出される振動の強度をより多面的に分析することができる。

第１１の発明に係るノッキング状態判定装置は、第１〜８のいずれかの発明の構成に加え、内燃機関の筒内圧の振動の強度を検出するための手段をさらに含む。強度値は、予め定められたクランク角の間における筒内圧の振動の強度のピーク値を対数変換した値である。

第１１の発明によると、強度値には、筒内圧の振動の強度のピーク値が対数変換された値が用いられる。これにより、たとえば筒内に設けられる筒内圧センサにより、振動の大きさを分析するために適した強度値を得ることができる。

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。

図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るノッキングの発生回数判定装置を搭載した車両のエンジン１００について説明する。本実施の形態に係るノッキングの発生回数判定装置は、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。

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。

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。

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とが接続されている。

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、検出結果を表す信号を、エンジンＥＣＵ２００に送信する。

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、クランプポジションセンサ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、クランク角を検出する。

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、メモリ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。

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。

図２に示すように、振動波形は、ノックセンサ３００の出力電圧値（振動の強度を表す値）を、クランク角で５度ごとに（５度分だけ）積算した値（以下、積算値と記載する）により表される。なお、振動の強度を、ノックセンサ３００の出力電圧値と対応した値により表してもよい。

検出された振動波形は、図３に示すようにエンジンＥＣＵ２００のメモリ２０２に記憶されたノック波形モデルと比較される。ノック波形モデルは、エンジン１００にノッキングが発生した場合の振動波形のモデルとして予め作成される。

ノック波形モデルにおいて、振動の強度は０〜１の無次元数として表され、振動の強度はクランク角と一義的には対応していない。すなわち、本実施の形態のノック波形モデルにおいては、振動の強度のピーク値以降、クランク角が大きくなるにつれ振動の強度が低減することが定められているが、振動の強度がピーク値となるクランク角は定められていない。

本実施の形態におけるノック波形モデルは、ノッキングにより発生した振動の強度のピーク値以降の振動に対応している。なお、ノッキングに起因した振動の立ち上がり以降の振動に対応したノック波形モデルを記憶してもよい。

ノック波形モデルは、実験などにより、強制的にノッキングを発生させた場合におけるエンジン１００の振動波形を検出し、この振動波形に基づいて予め作成されて記憶される。

ノック波形モデルは、エンジン１００の寸法やノックセンサ３００の出力値が、寸法公差やノックセンサ３００の出力値の公差の中央値であるエンジン１００（以下、特性中央エンジンと記載する）を用いて作成される。すなわち、ノック波形モデルは、特性中央エンジンに強制的にノッキングを発生させた場合における振動波形である。

なお、ノック波形モデルを作成する方法は、これに限られず、その他、シミュレーションにより作成してもよい。エンジンＥＣＵ２００は、検出された波形と記憶されたノック波形モデルとを比較して、エンジン１００にノッキングが発生したか否かを判定する。

検出された波形とノック波形モデルとの比較においては、図４に示すように、正規化された波形とノック波形モデルとが比較される。ここで、正規化とは、たとえば、検出された振動波形における積算値の最大値で各積算値で除算することにより、振動の強度を０〜１の無次元数で表すことである。なお、正規化の方法はこれに限らない。

本実施の形態において、エンジンＥＣＵ２００は、正規化された振動波形とノック波形モデルとの偏差に関する値である相関係数Ｋを算出する。正規化後の振動波形において振動の強度が最大になるタイミングとノック波形モデルにおいて振動の強度が最大になるタイミングとを一致させた状態で、正規化後の振動波形とノック波形モデルとの偏差の絶対値（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。

正規化後の振動波形とノック波形モデルとのクランク角ごとの偏差の絶対値をΔＳ（Ｉ）（Ｉは自然数）とし、ノック波形モデルにおける振動の強度をクランク角で積分した値（ノック波形モデルの面積）をＳとおくと、相関係数Ｋは、Ｋ＝（Ｓ−ΣΔＳ（Ｉ））／Ｓという方程式により算出される。ここで、ΣΔＳ（Ｉ）は、上死点から９０度までの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。

さらに、エンジンＥＣＵ２００は、相関係数Ｋおよび積算値の最大値（ピーク値）に基づいて、ノック強度Ｎを算出する。積算値の最大値をＰとし、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の振動の強度を表す値をＢＧＬ（Back Ground Level）とおくと、ノック強度Ｎは、Ｎ＝Ｐ×Ｋ／ＢＧＬという方程式で算出される。ＢＧＬはメモリ２０２に記憶されている。なお、ノック強度Ｎの算出方法はこれに限らない。

本実施の形態において、エンジンＥＣＵ２００は、算出されたノック強度Ｎが判定値Ｖ（ＫＸ）よりも大きい場合、エンジン１００にノッキングが発生したと判定し、点火時期を遅角する。ノック強度Ｎが判定値Ｖ（ＫＸ）よりも小さい場合、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し、点火時期を進角する。

判定値Ｖ（ＫＸ）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Ｖ（ＶＫ）を補正し、実際に検出される強度に応じた判定値Ｖ（ＫＸ）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。

そのため、本実施の形態においては、図５に示すように、予め定められた回数の点火サイクル（たとえば２００サイクル）分の強度Ｖを対数変換した値である強度値ＬＯＧ（Ｖ）と、各強度値ＬＯＧ（Ｖ）が検出された頻度（回数、確率ともいう）との関係を示す頻度分布を用いて、判定値Ｖ（ＫＸ）を修正する。強度値ＬＯＧ（Ｖ）を算出するために用いられる強度Ｖは、予め定められたクランク角の間における強度のピーク値である。

頻度分布においては、強度値ＬＯＧ（Ｖ）の頻度を最小値から累積して５０％になる中央値Ｖ（５０）が算出される。また、頻度分布における標準偏差σが算出される。中央値Ｖ（５０）に係数Ｕ（Ｕは定数で、たとえばＵ＝３）と標準偏差σとの積を加算した値が、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）となる。ノック判定レベルＶ（ＫＤ）よりも大きい強度値ＬＯＧ（Ｖ）の頻度が、ノッキングが発生した頻度として判定される。

頻度分布を作成するために用いられる強度値ＬＯＧ（Ｖ）には、図６において、破線で囲まれる領域内の強度値ＬＯＧ（Ｖ）が用いられる。図６は、算出された強度値ＬＯＧ（Ｖ）を、その強度値ＬＯＧ（Ｖ）が得られたサイクルにおける相関係数Ｋ毎にプロットした図である。

図７を参照して、本実施の形態に係るノッキングの発生回数判定装置のエンジンＥＣＵ２００が実行するプログラムの制御構造について説明する。

Ｓ１００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検出される強度Ｖから、強度値ＬＯＧ（Ｖ）を算出する。ここで、強度Ｖは、予め定められたクランク角の間におけるピーク値である。

Ｓ１０２にて、エンジンＥＣＵ２００は、Ｎ（Ｎは自然数で、たとえばＮ＝２００）サイクル分の強度値ＬＯＧ（Ｖ）を算出したか否かを判別する。エンジンＥＣＵ２００は、前述した図６において破線で囲まれる領域内の強度値ＬＯＧ（Ｖ）をＮ個以上算出した場合、Ｎサイクル分の強度値ＬＯＧ（Ｖ）を算出したと判定する。Ｎサイクル分の強度値ＬＯＧ（Ｖ）を算出した場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。そうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０４にて、エンジンＥＣＵ２００は、強度値ＬＯＧ（Ｖ）の頻度分布を作成する。Ｓ１０６にて、エンジンＥＣＵ２００は、強度値ＬＯＧ（Ｖ）の最大値Ｖ（ＭＡＸ）を決定する。

Ｓ１０８にて、エンジンＥＣＵ２００は、最大値Ｖ（ＭＡＸ）以下の強度値ＬＯＧ（Ｖ）について、中央値Ｖ（５０）および標準偏差σを算出する。Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ２００は、中央値Ｖ（５０）および標準偏差σに基づいて、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）を算出する。

Ｓ１１２にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が、最大値Ｖ（ＭＡＸ）よりも小さいか否かを判別する。ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が、最大値Ｖ（ＭＡＸ）よりも小さい場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。そうでない場合（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１１８に移される。

Ｓ１１４にて、エンジンＥＣＵ２００は、頻度分布から、Ｓ１０６にて決定されたＶ（ＭＡＸ）を取除く。Ｓ１１６にて、エンジンＥＣＵ２００は、取除いた最大値Ｖ（ＭＡＸ）の頻度の総合計を、ノック占有率ＫＣとしてカウントする。その後、処理はＳ１０６に戻される。

Ｓ１１８にて、エンジンＥＣＵ２００は、ノック占有率ＫＣがしきい値ＫＣ（０）よりも大きいか否かを判定する。ノック占有率ＫＣがしきい値ＫＣ（０）よりも大きい場合（Ｓ１１８にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０に移される。そうでない場合（Ｓ１１８にてＮＯ）、処理はＳ１２２に移される。Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ２００は、判定値Ｖ（ＫＸ）を小さくする。Ｓ１２２にて、エンジンＥＣＵ２００は、判定値Ｖ（ＫＸ）を大きくする。

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ノッキングの発生回数判定装置のエンジンＥＣＵ２００の動作について説明する。

運転者がイグニッションスイッチ３１２をオン操作し、エンジン１００が始動すると、ノックセンサ３００から送信された信号に基づいて検出される強度Ｖから、強度値ＬＯＧ（Ｖ）が算出される（Ｓ１００）。

Ｎサイクル分の強度値ＬＯＧ（Ｖ）を算出した場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、算出された強度値ＬＯＧ（Ｖ）の頻度分布が作成され（Ｓ１０４）、頻度分布における強度値ＬＯＧ（Ｖ）の最大値Ｖ（ＭＡＸ）が決定される（Ｓ１０６）。また、最大値Ｖ（ＭＡＸ）以下の強度値ＶＬＯＢ（Ｖ）についての頻度分布における中央値Ｖ（５０）および標準偏差σが算出され（Ｓ１０８）、中央値Ｖ（５０）および標準偏差σに基づいて、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が算出される（Ｓ１１０）。

エンジン１００においてノッキングが発生していなければ、頻度分布は図８に示すように正規分布となり、最大値Ｖ（ＭＡＸ）とノック判定レベルＶ（ＫＤ）とが一致する。一方、ノッキングが発生することにより、検出される強度Ｖが大きくなり、大きい強度値ＬＯＧ（Ｖ）が算出されると、図９に示すように、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）よりも最大値Ｖ（ＭＡＸ）が大きくなる。

さらにノッキングが発生する頻度が大きくなったり、エンジン１００自体の機械振動が大きくなったりすると、図１０に示すように最大値Ｖ（ＭＡＸ）はさらに大きくなる。このとき、頻度分布における中央値Ｖ（５０）および標準偏差σは、最大値Ｖ（ＭＡＸ）とともに大きくなる。そのため、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が大きくなる。

ノック判定レベルＶ（ＫＤ）よりも小さい強度値ＬＯＧ（Ｖ）は、ノッキングが発生したサイクルにおける強度値ＬＯＧ（Ｖ）とは判定されないため、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が大きくなると、それだけ、ノッキングが発生していても、ノッキングが発生していないと判定される頻度が高くなる。

このように、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が大きくなることを抑制するため、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が、最大値Ｖ（ＭＡＸ）よりも小さい場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、頻度分布から最大値Ｖ（ＭＡＸ）が取除かれる（Ｓ１１４）。取除いた最大値Ｖ（ＭＡＸ）の頻度の総合計は、ノック占有率ＫＣとしてカウントされる（Ｓ１１６）。

最大値Ｖ（ＭＡＸ）が取除かれた頻度分布において、再び最大値Ｖ（ＭＡＸ）が決定される（Ｓ１０６）。すなわち、頻度分布における最大値Ｖ（ＭＡＸ）が小さく補正される。

また、最大値Ｖ（ＭＡＸ）が再決定された後の頻度分布において、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が再度算出される（Ｓ１１０）。すなわち、再決定された最大値Ｖ（ＭＡＸ）以下の強度値ＬＯＧ（Ｖ）についての頻度分布におけるノック判定レベルＶ（ＫＤ）が再度算出される。ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が最大値Ｖ（ＭＡＸ）よりも小さい限り（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、Ｓ１０６〜Ｓ１１６の処理が繰返される。

最大値Ｖ（ＭＡＸ）を取除き、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）を再算出した場合、図１１に示すように、取除かれた最大値Ｖ（ＭＡＸ）が多くなるほど（頻度分布における最大値Ｖ（ＭＡＸ）を小さくするほど）、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が小さくなる。最大値Ｖ（ＭＡＸ）の減少率は、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）の減少率よりも大きいため、両者が一致する点が存在する。

前述したように、ノッキングが発生していない場合の頻度分布において、最大値Ｖ（ＭＡＸ）とノック判定レベルＶ（ＫＤ）とが一致する。そのため、図１２に示すように、最大値Ｖ（ＭＡＸ）とノック判定レベルＶ（ＫＤ）とが一致した場合（Ｓ１１２にてＮＯ）、このノック判定レベルＶ（ＫＤ）は、ノッキングが発生していない場合の頻度分布におけるノック判定レベルＶ（ＫＤ）を模擬しているといえる。

したがって、最大値Ｖ（ＭＡＸ）とノック判定レベルＶ（ＫＤ）とが一致した場合におけるノック判定レベルＶ（ＫＤ）（最大値Ｖ（ＭＡＸ））よりも大きい強度値ＬＯＧ（Ｖ）の頻度、すなわち、最大値Ｖ（ＭＡＸ）とノック判定レベルＶ（ＫＤ）とが一致するまでに取除いた最大値Ｖ（ＭＡＸ）の頻度の総合計が、ノック占有率ＫＣ（ノッキングの発生した頻度）としてカウントされる（Ｓ１１６）。

図１３に、最大値Ｖ（ＭＡＸ）を取除かずに算出したノック判定レベルＶ（ＫＤ）を用いて、ノック占有率ＫＣをカウントした場合のノック占有率ＫＣの推移を示す。この場合、ノッキングが無い状態から、聴感ノック強度（乗員が聴覚で知覚し得る程度の強度）が大きくなるとノック占有率ＫＣが増える。しかしながら、最大値Ｖ（ＭＡＸ）の増大とともにノック判定レベルＶ（ＫＤ）が増大するため、聴感ノック強度が大き過ぎると、逆にノック占有率ＫＣが低下する。

一方、図１４に示すように、最大値Ｖ（ＭＡＸ）とノック判定レベルＶ（ＫＤ）とが一致するまで最大値Ｖ（ＭＡＸ）を取除いてノック判定レベルＶ（ＫＤ）を再算出した場合、聴感ノック強度が大きくなるにつれ、ノック占有率ＫＣが増加する。これにより、ノック占有率ＫＣを精度よく検出することができる。

ノック占有率ＫＣがしきい値ＫＣ（０）よりも大きい場合（Ｓ１１８にてＹＥＳ）、許容され得る頻度よりも多い頻度でノッキングが発生しているといえる。この場合、ノッキングが発生していると判定し易くするため、判定値Ｖ（ＫＸ）が小さくされる（Ｓ１２０）。これにより、ノッキングが発生したと判定される頻度を高め、点火時期を遅角してノッキングの発生を抑制することができる。

一方、ノック占有率ＫＣがしきい値ＫＣ（０）よりも小さい場合（Ｓ１１８にてＮＯ）、ノッキングの発生頻度が許容値以内であるといえる。この場合、エンジン１００の出力をさらに高めてもよい状態であるといえる。

そのため、判定値Ｖ（ＫＸ）が大きくされる（Ｓ１２２）。これにより、ノッキングが発生したと判定される頻度を抑制し、点火時期を進角してエンジン１００の出力を高めることができる。

以上のように、本実施の形態に係るノッキングの発生回数判定装置のエンジンＥＣＵは、最大値Ｖ（ＭＡＸ）（第１の値）とノック判定レベルＶ（ＫＤ）（第２の値）とが一致するまで最大値Ｖ（ＭＡＸ）（第１の値）を取除いてノック判定レベルＶ（ＫＤ）（第２の値）を算出する。最大値Ｖ（ＭＡＸ）（第１の値）とノック判定レベルＶ（ＫＤ）（第２の値）とが一致するまでに取除いた最大値Ｖ（ＭＡＸ）（第１の値）の頻度の総合計が、ノック占有率ＫＣとしてカウントされる。これにより、検出される強度Ｖが大きくなることにより、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）（第２の値）が大きくなり、ノッキングが発生しているにも関わらずノック占有率ＫＣが低下することを抑制することができる。そのため、精度よくノッキングが発生した回数を判定することができる。

なお、本実施の形態においては、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が最大値Ｖ（ＭＡＸ）と一致するまで最大値Ｖ（ＭＡＸ）を取除き、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）を再算出していたが、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が最大値Ｖ（ＭＡＸ）以上になるまで最大値Ｖ（ＭＡＸ）を取除き、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）を再算出するようにしてもよい。

また、たとえば発散現象（ノッキングが発生している頻度が極めて高い場合）などにより、頻度分布における最大値Ｖ（ＭＡＸ）が極めて高いと、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が最大値Ｖ（ＭＡＸ）よりも大きな値として算出される場合がある。したがって、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が最大値Ｖ（ＭＡＸ）より大きい場合に、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）が最大値Ｖ（ＭＡＸ）と一致するまで、または最大値Ｖ（ＭＡＸ）以下になるまで最大値Ｖ（ＭＡＸ）を取除き、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）を再算出するようにしてもよい。

さらに、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）と最大値Ｖ（ＭＡＸ）との偏差が予め定められた偏差よりも大きい場合に、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）と最大値Ｖ（ＭＡＸ）との偏差が予め定められた偏差よりも小さくなるまで最大値Ｖ（ＭＡＸ）を取除き、ノック判定レベルＶ（ＫＤ）を再算出するようにしてもよい。

さらに、本実施の形態においては、強度値ＬＯＧ（Ｖ）を算出するために用いる強度Ｖに、ノックセンサ３００により検出された強度のピーク値を用いていたが、エンジン１００の筒内圧を検出する筒内圧センサにより検出された筒内圧の振動成分の強度のピーク値を用いるようにしてもよい。この場合、筒内圧センサは、平面視で気筒中央部に設けられた点火プラグに一体的に設け、筒内中央部の圧力の振動成分の強度を検出するようにしてもよい。

さらに、強度値ＬＯＧ（Ｖ）を算出するために用いる強度Ｖに、ノックセンサ３００により検出された強度のピーク値とそのピーク値が検出されたサイクルにおける相関係数Ｋとの積を用いてもよい。

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。

本発明の実施の形態に係るノッキングの発生回数判定装置であるエンジンＥＣＵにより制御されるエンジンを示す概略構成図である。 エンジンの振動波形を示す図である。 エンジンＥＣＵのメモリに記憶されたノック波形モデルを示す図である。 正規化された振動波形とノック波形モデルとを比較した状態を示す図である。 強度値ＬＯＧ（Ｖ）の頻度分布を示す図である。 頻度分布を作成するために用いられる強度値ＬＯＧ（Ｖ）を示す図である。 図１のエンジンＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 ノッキングが発生していない場合における強度値ＬＯＧ（Ｖ）の頻度分布を示す図である。 ノッキングが発生した場合における強度値ＬＯＧ（Ｖ）の頻度分布を示す図（その１）である。 ノッキングが発生した場合における強度値ＬＯＧ（Ｖ）の頻度分布を示す図（その２）である。 頻度分布における最大値Ｖ（ＭＡＸ）およびノック判定レベルＶ（ＫＤ）の推移を示す図である。 最大値Ｖ（ＭＡＸ）およびノック判定レベルＶ（ＫＤ）が一致した状態の頻度分布を示す図である。 聴感ノック強度とノック占有率ＫＣとの関係を示す図（その１）である。 聴感ノック強度とノック占有率ＫＣとの関係を示す図（その２）である。

符号の説明

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、２００ エンジンＥＣＵ、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。

Claims (11)

1. 内燃機関におけるノッキング状態判定装置であって、
   前記内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を複数検出するための検出手段と、
   複数の前記強度値のうち、第１の値以下の強度値に基づいて、第２の値を算出するための算出手段と、
   前記第１の値と前記第２の値との偏差が予め定められた偏差よりも大きい場合、前記第１の値と前記第２の値との偏差が前記予め定められた偏差よりも小さくなるように、前記第１の値を補正するための手段と、
   前記補正された第１の値および前記補正された第１の値以下の強度値に基づいて算出された第２の値の少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値に基づいて、ノッキングの発生状態を判定するための判定手段とを含む、ノッキング状態判定装置。
2. 内燃機関におけるノッキング状態判定装置であって、
   前記内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を複数検出するための検出手段と、
   複数の前記強度値のうち、第１の値以下の強度値に基づいて、第２の値を算出するための算出手段と、
   前記第１の値が前記第２の値よりも小さい場合は前記第１の値が前記第２の値以上になるように、前記第１の値が前記第２の値よりも大きい場合は前記第１の値が前記第２の値以下になるように、前記第１の値を補正するための手段と、
   前記補正された第１の値および前記補正された第１の値以下の強度値に基づいて算出された第２の値の少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値に基づいて、ノッキングの発生状態を判定するための判定手段とを含む、ノッキング状態判定装置。
3. 前記判定手段は、前記補正された第１の値および前記補正された第１の値以下の強度値に基づいて算出された第２の値の少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値の個数が、ノッキングが発生した回数であると判定するための回数判定手段を含む、請求項１または２に記載のノッキング状態判定装置。
4. 前記ノッキング状態判定装置は、
   前記第１の値以下の強度値における中央値を算出するための手段と、
   強度値の最小値から前記第１の値以下の強度値までにおける標準偏差値を算出するための手段とをさらに含み、
   前記算出手段は、予め定められた係数と前記標準偏差値との積を前記中央値に加算することにより、前記第２の値を算出するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のノッキング状態判定装置。
5. 前記補正手段は、前記第１の値が小さくなるように補正するための手段を含む、請求項４に記載のノッキング状態判定装置。
6. 内燃機関におけるノッキング状態判定装置であって、
   前記内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を複数検出するための検出手段と、
   複数の前記強度値のうち、少なくとも一部の強度値における標準偏差値および中央値を算出し、予め定められた係数と前記標準偏差との積を、前記中央値に加算することにより、ノック判定レベルを算出するための算出手段と、
   前記ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値と前記ノック判定レベルとの偏差が予め定められた偏差よりも大きい場合、前記ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値の最大値と前記ノック判定レベルとの偏差が前記予め定められた偏差よりも小さくなるように、前記ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値から最大値を繰り返し取除いて、前記ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値を少なくするための手段と、
   前記ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値および前記ノック判定レベルの少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値に基づいて、ノッキングの発生状態を判定するための判定手段とを含む、ノッキング状態判定装置。
7. 内燃機関におけるノッキング状態判定装置であって、
   前記内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を複数検出するための検出手段と、
   複数の前記強度値のうち、少なくとも一部の強度値における標準偏差値および中央値を算出し、予め定められた係数と前記標準偏差との積を、前記中央値に加算することにより、ノック判定レベルを算出するための算出手段と、
   前記ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値が前記ノック判定レベルよりも小さい場合は、前記ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値がノック判定レベル以上になるように、前記ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値が前記ノック判定レベルよりも大きい場合は、前記ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値が前記ノック判定レベル以下になるように、前記ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値から最大値を繰り返し取除いて、前記ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値を少なくするための手段と、
   前記ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値および前記ノック判定レベルの少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値に基づいて、ノッキングの発生状態を判定するための判定手段とを含む、ノッキング状態判定装置。
8. 前記判定手段は、前記ノック判定レベルを算出するために用いられる強度値における最大値および前記ノック判定レベルの少なくともいずれか一方の値よりも大きい強度値の個数が、ノッキングが発生した回数であると判定するための回数判定手段を含む、請求項６または７に記載のノッキング状態判定装置。
9. 前記ノッキング状態判定装置は、前記内燃機関の燃焼に起因する振動の強度を検出するための手段をさらに含み、
   前記強度値は、予め定められたクランク角の間における前記内燃機関の振動の強度のピーク値を対数変換した値である、請求項１〜８のいずれかに記載のノッキング状態判定装置。
10. 前記ノッキング状態判定装置は、
    前記内燃機関の燃焼に起因する振動の強度を検出するための手段と、
    予め定められたクランク角の間における前記内燃機関の振動の波形を予め記憶するための手段と、
    予め定められたクランク角の間における前記内燃機関の振動の波形を検出するための手段と、
    前記記憶された波形と前記検出された波形とを比較した結果に基づいて、前記記憶された波形と前記検出された波形との偏差に関する値を算出するための手段とをさらに含み、
    前記強度値は、前記予め定められたクランク角の間における前記内燃機関の振動の強度のピーク値と前記偏差に関する値との積を対数変換した値である、請求１〜８のいずれかに記載のノッキング状態判定装置。
11. 前記ノッキング状態判定装置は、前記内燃機関の筒内圧の振動の強度を検出するための手段をさらに含み、
    前記強度値は、予め定められたクランク角の間における前記筒内圧の振動の強度のピーク値を対数変換した値である、請求項１〜８のいずれかに記載のノッキング状態判定装置。

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