JP2012154228A

JP2012154228A - 内燃機関のノック制御装置

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Publication number: JP2012154228A
Application number: JP2011013205A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Oba; 久浩大場
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2031-01-25
Also published as: JP5645683B2

Abstract

【課題】過渡運転時に着座ノイズがウィンドウに進入または退出した場合のノック誤検出を回避し、出力、燃費、運転性に悪影響を及ぼさない内燃機関のノック制御装置を提供する。
【解決手段】可変動弁の着座ノイズの発生タイミングによって着座ノイズ影響の有無判定を行う。そして、判定結果が影響無しから影響有りに変化したときのみ、ノイズ進入時モードで採用するBGLを、判定結果変化前のBGLに予め任意に設定可能な倍率値を乗じた値とすると共にBGLフィルタリング処理を解除する。そして、判定結果が影響有りから影響無しに変化したときのみ、ノイズ退出時モードで採用するBGLを、該判定結果変化前のBGLに予め任意に設定可能な倍率値の逆数を乗じた値とすると共にBGLフィルタリング処理を解除する。判定結果に変化がないときは、通常更新モードとする。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関のノック制御装置に係り、例えば、可変動弁の制御によりバルブ着座ノイズの発生タイミングが変化する内燃機関のノック制御装置に関する。

ノック制御装置におけるノック検出手法においては、主にシリンダブロックに取付けられたノックセンサの信号を、ノック発生期間として主にクランク角で制限された区間（ノック検出ウィンドウ；以下、ウィンドウと称す）で取込み、AD変換する。そして、ノック無し時のAD変換値をフィルタリング（例えば前回と今回の加重平均）した値であるバックグラウンドレベル（以下、BGLと称す）を算出し、ノック判定値として、ノック有り時のAD変換値と比較し、その比または差が所定値（スライスレベル）を超えたとき、ノック有りと判定する手法が知られている。

このようなノック検出手法においては、ノック無し時のAD変換値は、ノイズを意味する。ノイズは、動弁系のバルブ着座ノイズと、その他の機械的ノイズと、燃焼による加振ノイズに分類され、特に吸気バルブ着座ノイズの影響は大きく、さらには可変動弁の制御によりバルブ着座ノイズの発生位置（発生タイミング）が変動し、上記ウィンドウ内にノイズが存在する場合と存在しない場合とでは、検出精度に大きな差異が発生する。

そのため、ウィンドウは、可変動弁の制御により変動するであろう吸気バルブ着座ノイズ発生位置を想定し、エンジン定常運転状態において、ノイズの影響が極力小さく、かつノック発生期間を十分にAD変換できるように設定することが一般的である。

特許文献１によれば、ノイズ信号の推定を行い、エンジン回転数と吸気バルブのリフト特性から着座ノイズの振動発生区間を推定し、さらにウィンドウとの重なり度合いを算出して推定ノイズ信号を更新し、推定ノック信号との比に基づいて、正確なノック検出が可能か否かを判定する。ノック検出可能と判定されればノック制御を実行し、不可能と判定されれば確実にノック発生しない点火時期に設定することで、着座ノイズの影響を極力低減する手法が紹介されている。

特開2004−11626号公報

前述のように、ウィンドウを設定し、内燃機関（以下、エンジンと称す）の運転条件（回転数、負荷など）および可変動弁（以下、ＶＶＴと称す）の制御による吸気バルブ着座ノイズ位置が安定した状態では、BGLも安定し、適切なスライスレベルの設定によってノック検出が可能である。

ところが、可変動弁の制御における吸気バルブの開タイミングは、燃費および出力向上のため、軽負荷ほど遅く、高負荷ほど早くなるように設定されることが一般的である。したがって、過渡運転で負荷が変化したときは、吸気バルブ着座ノイズ位置も変化し、設定したウィンドウに吸気バルブ着座ノイズが取込まれる状況から取込まれない状況に、あるいは取り込まれない状況から取り込まれる状況に変化することがある。

このような状況の変化が発生した場合、例えば、吸気バルブ着座ノイズが取込まれない状況でBGLが計算されている運転条件から、加速によって負荷が増大することでVVTが進角し、吸気バルブ着座ノイズがウィンドウ内に進入して取り込まれる状況に変化した場合に、BGLは吸気バルブ着座ノイズが取込まれない状況で計算された小さな前回値（ある気筒における今回のノック判定に対する１点火前の計算値）であるため、このノイズ急増分がノック有りと誤判定されてしまう問題が発生し、この場合、誤った点火リタードによって、出力、燃費、運転性に影響を与えてしまうおそれがある。

一方、吸気バルブ着座ノイズが取込まれる状況でBGLが計算されている運転条件から、減速によって負荷が減少することでVVTが遅角し、吸気バルブ着座ノイズがウィンドウ外に退出して取り込まれない状況に変化した場合は、BGLは吸気バルブ着座ノイズが取込まれた状況で計算された大きな前回値であるため、実際にノックが発生しても、ノック判定不可となる問題が発生する。

かかる問題をウィンドウの設定によって回避しようとする場合、ノック発生期間を取込むことを前提に、VVT進角動作範囲によって発生しうる着座ノイズの全てを取込めるよう広範に設定することが考えられる。しかし、着座ノイズを全て取込むウィンドウに設定すれば多くのノイズを取込むことになってS/N比が悪化することになる。

一方、前述したように、特許文献１の発明では、ノック検出不可と判断されればノック制御（点火時期フィードバック）を停止するので、過渡運転時のノック誤判定による誤リタードは回避可能ではあるが、ノイズ推定の複雑さからノック検出性判断の正確性が懸念され、また、ノック制御停止時の点火時期はノックが発生し得ないほどリタード設定されることから、出力、燃費、運転性に不利となると考えられる。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、過渡運転時に着座ノイズがウィンドウに進入または退出した場合のノック誤検出を回避し、出力、燃費、運転性に悪影響を及ぼさない内燃機関のノック制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の内燃機関のノック制御装置は、着座ノイズがノック判定に影響を及ぼす影響有りの状態と着座ノイズがノック判定に影響を及ぼさない影響無しの状態のいずれであるかを判定する。そして、判定結果が影響無しの状態から影響有りの状態、あるいは、影響有りの状態から影響無しの状態に変化したときのノック判定に用いられるノック判定値を補正する。

本発明によれば、過渡運転時に着座ノイズがノック判定に影響を及ぼさない影響無しの状態から影響を及ぼす影響有りの状態となったとき、または着座ノイズが影響有りの状態から影響無しの状態となったときのノック誤検出を好適に抑制でき、出力、燃費、運転性に影響を及ぼさない内燃機関のノック制御装置を提供できる。

本発明の一実施形態である内燃機関のノック制御装置を備えた全体構成図。図１に示す内燃機関のノック制御装置の内部構成図。本発明の一実施形態である着座ノイズ影響判定制御のフローチャート。本発明の一実施形態であるBGL更新モード切替え制御のフローチャート。本発明の一実施形態である制御動作を模式化したチャート図。

以下、図面に基づき、本発明の一実施形態における内燃機関のノック制御装置について説明する。

図１は、本実施形態における内燃機関のノック制御装置の全体構成図である。
まず、本実施形態における内燃機関のノック制御装置の一例として、自動車エンジンおよびエンジン制御装置の基本的な動作概要について説明する。

エンジン１００は、吸気および排気カムシャフトに可変動弁機構を有する４気筒エンジンとしており、MPU、I/O LSI、ROM、RAM等で構成されたエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと称す）１で燃料噴射量、点火時期、可変動弁機構等を総合的に制御可能なエンジン制御装置を具備している。

エンジン１００およびエンジン制御装置は、クランク角センサ３でクランク角（位置）、および回転数を検知し、エアフローセンサ４ａまたは吸気管圧力センサ４ｂにて、直接的または間接的に計測された空気量に見合った燃料をフュエルインジェクタ５から噴射し、空気量から計算される充填効率または負荷値と回転数の軸で設定された点火時期マップから検索された点火時期で点火コイル６を駆動し点火する。

可変動弁機構は、主にクランク角に対するカム角の位相を制御するＶＶＴ（ＶＴＣ）を基本としており、カム角はカム角センサ７で検出される。

ＶＶＴ目標進角値（吸気弁開時期：ＩＶＯ、および排気弁閉時期：ＥＶＣ）は、空気量から計算される充填効率または負荷値と回転数の軸で設定されたマップから検索される。ＥＣＵ１は、クランク角とカム角によって検出される実ＶＶＴ進角値が、マップから検索された目標値となるように、ＶＶＴユニット８の駆動信号（例えばデューティー信号）をフィードバック制御する。

次に、本実施形態におけるノック制御装置の基本的な動作概要について、図２に示すブロック図にて説明する。

ノック制御装置１０は、シリンダブロックの外壁面に取付けられたノックセンサ２で、振動を検出し、ノック検出におけるＳ/Ｎ比を、できるだけ確保するため、ノック発生期間以外のノイズの影響を受けないようクランク角に基づいて予め設定されたノック検出期間（ウィンドウ）で、気筒毎にＡＤ変換する。

次に、ＡＤ変換された信号はノック信号として算出されるが、算出方法は種々実用化されており、ここでは特定しないこととし、また、ノックセンサは、特定周波数に共振するタイプと非共振タイプがあるが、夫々、前記ノック信号算出方法との密接な係わりがあることから、ここでは特定しない。

該ノック信号は、ノック無し時には、下記の式（１）に示すように加重平均処理（フィルタリング処理）されて、気筒毎にBGL（ノック判定値）として計算されており、下記の式（２）に示すようにノック有り時に発生する比較的大きなノック信号との比（または差）、すなわちノック指数KSが、気筒毎に予め設定されたスライスレベルを超えたとき、当該気筒がノック有りと判断する。

［数式１］
BGL＝MBGL×KP +（１−MBGL）×BGL_-１・・・（１）
BGL：バックグラウンドレベル
BGL_-１：バックグラウンドレベルの前回計算値
KP：ノック信号（AD値）
MBGL：加重平均係数（フィルタ値；０〜１）

［数式２］
KS＝KP／BGL_−１・・・（２）

なお、BGLは、ノック無し判定時のみ計算するため、必然的にノック判定後の処理となり、今回計算されたBGLは次回のノック判定に採用される。言い換えれば、今回のノック判定には前回計算値BGL_−１が採用されることとなる。

ノック有りと判断されれば、前述のマップ設定点火時期に対してリタード補正を行ない、ノックが無くなればマップ点火時期に向かって点火時期を徐々に戻していくことで、一定のノックレベルとなるように、点火時期をフィードバック制御する。

なお、以上のノック判定処理は、気筒毎、およびノック検出毎に実行され、点火時期フィードバック制御は、全気筒同時でも気筒毎でもかまわないものとする。

本発明におけるエンジン制御、およびノック制御装置は上記制御方法を基本としており、基本的なノック検出性適合としては、定常運転状態におけるノック発生時のノック信号を確実に取込んでAD変換できるように、ノック検出期間であるウィンドウを設定し、ウィンドウ内で検出したノック信号のAD変換値とBGLとの比（または差）によって得られるノック指数がノック発生時の値以下（ノックを確実に検出するため）、かつノック無し時の値以上（ノック無しでのノック誤検出防止のため）となるようにスライスレベルを設定すればよい。

以上のことから、ノック検出性を決定付ける要素は、主にウィンドウの設定とスライスレベルの設定であることがわかる。

とくに、ウィンドウの設定において、出力要求等で大きな進角値を要求された吸気ＶＶＴによる「吸気バルブの着座ノイズ」がノック信号と重なることがあり、この場合、ノック信号を確実に取込むためには、この着座ノイズも取込むことになる。

ところで、直列4気筒エンジンの場合、例えば＃１気筒が膨張行程（ウィンドウを設定する行程）のとき、＃３気筒は圧縮行程となる。また、吸気バルブの着座は、作用角によって概ね圧縮行程前半とされるため、＃３気筒の圧縮行程中に発生する着座ノイズが、＃１気筒のウィンドウに取込まれる。

なお、排気バルブの着座ノイズは、ノックセンサの取付け位置が吸気側にされることが一般的であり、ノックセンサから遠くなるためノイズが減衰しやすいことと、バルブ径が小さく設計されることが多いため加振力が小さいことから、ノイズとしての影響は概ね考慮しなくてもよいほど小さくなる。したがって、着座ノイズの影響については吸気バルブのみを考慮すればよい。

さて、着座ノイズを取込んだノック信号はＢＧＬを大きくするので、いわゆるＳ／Ｎ比は良好とはいえないが、スライスレベルを好適に設定すればノック検出は可能となる。

本発明の一実施形態に係わるノック制御装置は、以上の事実を考慮した上でウィンドウおよびスライスレベルを設定し、定常運転におけるノック検出性を確保している。

一方、負荷変化および回転数変化を伴う過渡運転においては、燃焼ノイズの変化および回転系の機械的ノイズの変化によって、ノイズの大きさが変動するが、前述したようにＢＧＬは加重平均によって演算されるため、ＢＧＬ更新が遅れ、ノック検出性が一時的に悪化する可能性がある。

本発明の一実施形態に係わるノック制御装置の説明図では割愛しているが、前述の過渡運転時のＢＧＬ更新遅れに対しては、過渡運転状態検知手段で過渡運転状態と判定された場合、ＢＧＬの加重平均処理用フィルタ係数を変更してＢＧＬ更新速度を一時的に早くすることで概ね対応可能である。

さらに詳しくは、ウィンドウにて常時取込んでいる燃焼ノイズ、回転系の機械的ノイズであれば、ノイズの大きさが連続的に変化するので、上記対応方法で問題ない。

しかし、着座ノイズは、前記した燃焼ノイズ等に対して振動の振幅が大きく、また、ＶＶＴ進角値の設定は、軽負荷においては燃費要求等から大きくリタードした設定とされ、高負荷においては出力要求から大きく進角した設定される。したがって、例えば、軽負荷から高負荷の加速時には、着座ノイズがウィンドウ外からウィンドウ内に、瞬間的に進入して、ＢＧＬ更新が追従できなくなる可能性が高い。

この場合、軽負荷でＢＧＬが小さい値で更新されている状態で着座ノイズがウィンドウ内に進入するので、ノック信号が急増し、前記ノック指数がノック発生時と同等レベルであれば、スライスレベルを超えてノック有りと判断（ノック誤検出）されてしまう問題があるのは前述の通りである。

本発明は、上記の現状の問題解決を図るものであり、以下、本発明の一実施形態について種々の図を用いて説明する。

図３は、本実施形態に係わる着座ノイズ影響度判定制御の内容を説明するフローチャートである。このルーチンは、気筒毎、およびノック検出毎に実行される。そして、ＶＶＴの着座ノイズの発生位置（発生タイミング）に基づいて着座ノイズがノック判定に影響を及ぼす影響有りの状態と影響を及ぼさない影響無しの状態のいずれであるかの影響有無の判定がなされる（影響判定手段）。

まず、ステップＳ１で、制御安定化のために、ふたつの制御フラグを“０”に初期化する。なお、制御フラグの詳細については後述する。

ステップＳ２では、着座ノイズの発生位置（発生タイミング）を正確に検出する必要があるため、ＶＶＴ制御部から、ＶＶＴ制御パラメータである実進角値RVVT（BTDC deg）の情報を入手し、この情報に基づいて実着座ノイズ発生位置RTIVC（ATDC deg）を、カムの作用角を用いて求める。

具体的には、作用角を２６０degとすると、実進角値RVVTがIVO=４０deg BTDCであれば、「２６０deg−１８０deg−４０deg＝４０deg ATDC（圧縮行程）」が実着座ノイズ発生位置RTIVCとなる。ここで、4気筒エンジンの場合、サイクル（行程）と点火間隔が１８０degで一致するから、前記着座位置＝４０deg ATDC（圧縮行程）は、ウィンドウを設定する膨張行程の着座位置に置き換えれば、４０deg ATDCとなる。なお、前述したとおり、＃１気筒のウィンドウの場合、＃３気筒の着座ノイズが影響する関係となる。

さらに、実際の着座位置はカムのランプ角分（２０deg程度）の遅れを考慮する必要があり、実着座ノイズ発生位置RTIVCは４０＋２０=６０deg ATDCとなる。なお、カムの作用角およびランプ角は、ROM定数として設定しておけばよい。

ステップＳ３では、ウィンドウ閉時期TAKWC（ATDC deg）を求める。ウィンドウの開時期TAKWSが膨張行程のクランク角（圧縮ATDC deg）でROM設定され、ウィンドウ開期間TAKWOがクランク角でROM設定されるので、ウィンドウ閉時期TAKWCはウィンドウの開時期TAKWSにウィンドウ開期間TAKWOを加算すれば求められる。

例えば、ウィンドウの開時期TAKWS=２０deg ATDC、ウィンドウ開期間TAKWO=５０degとすれば、ウィンドウ閉時期TAKWC=７０deg ATDCとなる。なお、ウィンドウの開時期TAKWSおよびウィンドウ開期間TAKWOが回転数に応じたテーブル値として設定された場合、ウィンドウの開時期TAKWSおよびウィンドウ閉時期TAKWCは回転数に応じて変化することもある。

次に、ステップＳ４で、着座ノイズ発生位置がウィンドウ内に進入したか否かが判断され、ステップＳ５で、初期化した制御フラグのひとつである着座進入フラグFIVCがセットされる。

ステップＳ２〜ステップＳ３の演算で求められた、着座ノイズ発生位置RTIVC=６０deg、ウィンドウ閉時期TAKWC=７０degを例にして、着座ノイズとウィンドウの位置関係を判定すると、
判定条件：TAKWC −RTIVC≧０
が成立するので、着座ノイズ発生位置はウィンドウ内に進入したと判定され（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ５で、着座ノイズ進入フラグFIVCを“１”とする処理がなされる。

ただし、この段階では、着座ノイズの影響がノック誤判定となるほど大きい状態ではないと判定している。なお、上記判定条件が不成立の場合、本ルーチンは終了となる。

ステップＳ６では、着座ノイズがノック判定に影響を及ぼす影響有りの状態であるか否かを判定し、ステップＳ７では、ステップＳ４での判定条件成立（FIVC＝１）場合に、初期化したもうひとつの制御フラグである着座ノイズ影響判定フラグFVNOIZEをセットする。

着座ノイズ影響判定フラグFVNOIZEは、着座ノイズの影響がノック誤判定となるほど大きい状態（影響有りの状態）であることを判定するフラグとして位置づけられる。ステップＳ２で求められたウィンドウ閉時期TAKWC=７０degを例に、着座ノイズ影響判定角度（予め任意に設定可能な角度値）NEANG=３０deg、ステップＳ３で求められた着座ノイズ発生位置RTIVC=３０degであった場合、
判定条件：TAKWC −RTIVC＞NEANG
が成立するので、着座ノイズの影響がノック誤判定となるほど大きい状態であると判定され、この場合、FVNOIZEを“１”とする。なお、上記判定条件が不成立（影響無しの状態）の場合、本ルーチンは終了となる。

着座ノイズ影響判定角度NEANG（ATDC deg）は、各気筒、エンジン回転数によって要求が異なるので、回転数ベースのテーブル値として、各気筒毎に設定するとよい。

本発明の一実施形態では、FVNOIZEが“０”→“１”に変化したときを「ノイズ進入モード」、”１“→”０“に変化したときを「ノイズ退出モード」、”０“→”０“、”１“→”１“のように変化がないときを「通常更新モード」と定義することとする。

以上のルーチンにより、「モード切替え」に際し、「通常更新モード」から「ノイズ進入モード」および「ノイズ退出モード」へ効果的な切替えが可能となる。

次に、BGL更新モード切替制御の一実施形態について、図４および図５を用いて説明する。

図４は、BGL更新モード切替え制御のフローチャートである。また、図５は、制御動作を模式化したチャート図である。

このルーチンは、気筒毎、およびノック検出毎に実行される。ここでは、判定結果が影響無しから影響有りに変化したと判定されたときは予め設定されたノイズ進入モード補正値を用いてノック判定値を補正し、影響有りから影響無しに変化したと判定されたときは予め設定されたノイズ退出モード補正値を用いてノック判定値を補正する処理が行われる（ノック判定値補正手段）。

まず、前記したノック指数計算式である式（２）に対して、下記の式（３）に示すように、ノック判定値の前回値であるBGL_−１に、補正値KBGLを乗じて補正するようにしている。

KS＝KP／（BGL_−１×KBGL）・・・（３）

ステップＳ８では、制御安定化のため、前記した着座ノイズ影響判定フラグFVNOIZEによって選択される、ノイズ影響判定時BGL補正値KBGLを“１．０”に初期化する。

ステップＳ９では、着座ノイズ影響判定フラグFVNOIZE＝１か否かを判定し、是であればステップＳ１０に進み、否であればステップＳ１４に進む。ステップＳ１０およびステップＳ１４では、着座ノイズ影響判定フラグFVNOIZEの前回値FVNOIZE_−１＝１か否かの判定を実施する。

その結果、着座ノイズ影響判定フラグFVNOIZEの今回値FVNOIZE＝１、前回値FVNOIZE_−１＝０であった場合は、判定結果が影響無しから影響有りに変化したと判定し、前述したように、BGL更新モードを「ノイズ進入モード」と判断してステップＳ１１に進む。そして、ステップＳ１１で、ノイズ影響判定時BGL補正値KBGLを、ROM設定テーブル値TBGL（Ne）から参照して、上記の式（３）の計算を実施する。すなわち、ノイズ進入モード補正値として予め設定された任意の倍率値であるノイズ影響判定値BGL補正値KBGLをノック判定値BGL_−１に乗じてノック判定値BGL_−１を補正する処理が行われる。

ROM設定テーブル値TBGL（Ne）は、ウィンドウ内に「着座ノイズがない場合のBGL」に対する「着座ノイズがある場合のBGL」の比（１．０以上）を、気筒毎に、各エンジン回転数での値として設定しておけばよい。

以上の計算結果により、図５（ｅ）にも示すとおり、「ノイズ進入モード」では、BGLがノイズ進入時相当の値に引き上げられ、着座ノイズによるノック誤判定が回避される。

また、その後、ステップＳ１２に進み、前記した式（１）における加重平均係数（フィルタリング係数）MBGLを“１．０”とする。これにより、加重平均処理が解除され（不実施とされ）、図５（ｄ）にも示すとおり、今回計算した「次回ノック判定用BGL」が、着座ノイズを含む「今回のノック信号KP」となる。そして、次回からは、着座ノイズの影響をうけた状態でBGLが通常更新可能となり、安定したノック検出性が確保される。

一方、今回値FVNOIZE＝０、前回値FVNOIZE_−１＝１であった場合は、判定結果が影響有りから影響無しに変化したと判定し、前述したように、BGL更新モードを「ノイズ退出モード」と判断してステップＳ１５に進み、KBGLnをROM設定テーブル値TBGL（Ne）から参照し、その逆数で上記の式（３）の計算を実施する。すなわち、ノイズ退出モード補正値として予め設定された任意の倍率値の逆数をノック判定値BGL_−１に乗じてノック判定値BGL_−１を補正する処理が行われる。

以上の計算結果により、図５にも示すとおり、「ノイズ退出モード」では、BGLがノイズ進入中に更新した値からノイズが進入なし時相当の値に引き下げられ、ノック発生時のノック検出性が確保される。

また、その後、ステップＳ１６に進み、前記した式（１）における加重平均係数MBGLを“１．０”とする。これにより、加重平均処理が解除され（フィルタリング処理が不実施とされ）、図５（ｄ）にも示すとおり、今回計算した「次回ノック判定用BGL」が、着座ノイズを含まない「今回のノック信号KP」となる。そして、次回からは、着座ノイズを含まない状態でBGLが通常更新可能となり、安定したノック検出性が確保される。

さらに、着座ノイズ影響判定フラグFVNOIZEが「今回値＝前回値」であり、着座ノイズあり、或いは着座ノイズなしの状態が安定しているので、前述したように、BGL更新モードを「通常更新モード」と判断して、ステップＳ１３およびステップＳ１７に進み、KBGL＝１．０（BGL補正なし）とする。

本実施形態に係わる内燃機関のノック制御装置は、ＶＶＴの着座ノイズの発生タイミングによって着座ノイズ影響の有無判定を行う。そして、判定結果が「影響無し」から「影響有り」に変化したときのみ、BGL更新モードを「通常更新モード」から「ノイズ進入時モード」に切り替えて、「ノイズ進入時モード」で採用するBGLを、判定結果の変化前のBGLに「予め任意に設定可能な倍率値」を乗じた値とすると共にBGLフィルタリング処理（加重平均処理）を解除する。

そして、判定結果が「影響有り」から「影響無し」に変化したときのみ、BGL更新モードを「通常更新モード」から「ノイズ退出時モード」に切り替えて、「ノイズ退出時モード」で採用するBGLを、判定結果の変化前のBGLに「予め任意に設定可能な倍率値」の逆数を乗じた値とすると共にBGLフィルタリング処理を解除する。そして、判定結果に変化がないときは「通常更新モード」とする。

本実施形態に係わる内燃機関のノック制御装置によれば、エンジンのシリンダブロックに取付けられたノックセンサ２の信号を、ノック発生期間を取込むように、クランク角で制限されたウィンドウ間でAD変換し、ノック無し時のAD変換値をフィルタリングすることでBGLを算出し、ノック有り時のAD変換値と比較し、その比または差が所定値（スライスレベル）を超えたとき、ノック有りと判定する。

そして、吸気バルブ着座ノイズが取込まれない状況でBGLが計算されている運転条件から、加速によって負荷が増大することでＶＶＴが進角し、吸気バルブ着座ノイズがウィンドウに進入した場合、ノイズ進入直前のBGL_−１（判定結果の変化前のBGL）に「予め任意に設定可能な倍率値＝ノイズ有/無のBGL比」を乗じた値とすると共に、BGLフィルタリング処理を解除する。

したがって、BGL_−１がノイズ有り時相当の値に増大され、次回以降のBGLは実ノイズが取込まれたAD変換値から計算される。したがって、ノイズ急増分によるノック誤判定を好適に抑制でき、且つ、ノイズ進入後のBGL更新は確実に「通常更新モード」に戻されるので、安定したノック検出が実現できる。

また、吸気バルブ着座ノイズが取込まれている状況でBGLが計算されている運転条件から、減速によって負荷が減少することでＶＶＴが遅角し、吸気バルブ着座ノイズがウィンドウ外に退出した場合、ノイズ退出直前のBGL_−１（判定結果変化前のBGL）に「予め任意に設定可能な倍率値＝ノイズ有/無のBGL比」の逆数を乗じた値とすると共に、BGLフィルタリング処理を解除する。

したがって、BGL_−１がノイズ無し時相当の値に減少され、次回以降のBGLはノイズを含まないAD変換値から計算される。したがって、実際にノックが発生しても、ノック判定不可となることを好適に抑制でき、且つ、ノイズ退出後のBGL更新は確実に「通常更新モード」に戻されるので、安定したノック検出が実現できる。

さらに、本実施形態のノック制御装置は、上記バルブ着座ノイズ発生位置がウィンドウ内となってから「予め任意に設定可能な角度値」を超えたときに影響有りと判定し、上記バルブ着座ノイズ発生位置がウィンドウ内から外となったときに影響無しと判定する。したがって、「予め任意に設定可能な角度値」がヒステリシスの機能を果たし、モード切替わりのチャタリングが防止でき、且つ、安定して問題解決を図ることができる。以上の効果により、過渡運転時における、着座ノイズによるノック誤検出を防止する。

なお、本発明の一実施形態について記述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行なうことができるものである。

また、本実施形態では、４気筒エンジンを基本に記述したが、着座ノイズ発生位置とウィンドウの位置関係を適応させることで、他の気筒数のエンジンにおいても有効である。

本発明は、可変動弁機構を有する内燃機関のノック制御において、過渡運転に伴うバルブ着座ノイズ発生位置変化時のノック検出制御方法として特に有効である。

１エンジンコントロールユニット（ECU）
２ノックセンサ
３クランク角センサ
４ａエアフローセンサ
４ｂ吸気管圧力センサ
５フュエルインジェクタ
６点火コイル
７カム角センサ
８ＶＶＴユニット（吸気側）

Claims

可変動弁を有する内燃機関に取り付けられたノックセンサの検出値と、ノック判定値とを比較してノック判定を行い、該ノック判定の結果に応じて点火時期を制御し、前記ノック判定の結果がノック無しのときは前記ノックセンサの検出値を用いて前記ノック判定値を更新する内燃機関のノック制御装置であって、
前記可変動弁の着座ノイズの発生タイミングに基づいて前記着座ノイズが前記ノック判定に影響を及ぼす影響有りの状態と影響を及ぼさない影響無しの状態のいずれであるかを判定する影響判定手段と、
該影響判定手段による判定結果が影響無しの状態から影響有りの状態、あるいは、影響有りの状態から影響無しの状態に変化したときのノック判定に用いられるノック判定値を補正するノック判定値補正手段と、
を有することを特徴とする内燃機関のノック制御装置。
前記ノック判定値補正手段は、前記影響判定手段による判定結果が影響無しの状態から影響有りの状態に変化したときのみ、前記ノック判定値を更新するモードを通常更新モードからノイズ進入時モードに切り替え、前記影響判定手段による判定結果が影響有りの状態から影響無しの状態に変化したときのみ、前記ノック判定値の更新モードを通常更新モードからノイズ退出時モードに切り替え、前記影響判定手段による判定結果に変化がないときは通常更新モードと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。
前記ノック判定値補正手段は、前記ノイズ進入時モードでは、予め設定された任意の倍率値であるノイズ進入モード補正値で前記ノック判定値を補正し、前記ノイズ退出時モードでは、前記倍率値の逆数であるノイズ退出モード補正値で前記ノック判定値を補正する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。
前記通常更新モードでは前記ノックセンサの検出値に加重平均処理を実施して前記ノック判定値を更新し、前記ノイズ進入時モード又は前記ノイズ退出時モードでは前記加重平均処理を不実施として前記ノック判定値を更新するノック判定値更新手段を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関のノック制御装置。
前記影響判定手段は、
前記着座ノイズの発生タイミングが前記ノック検出ウィンドウ内で且つ前記ノック検出ウィンドウの開時期から予め任意に設定可能な角度値を越えているときは影響有りの状態と判定し、
前記着座ノイズの発生タイミングが前記ノック検出ウィンドウ外、あるいは前記ノック検出ウィンドウ内で且つ前記検出タイミングの開時期から前記角度値以下のときは影響無しの状態と判定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関のノック制御装置。