JP5333195B2 - 内燃機関ノック判定装置及び内燃機関ノック制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動タイミングがクランク角に対して可変である駆動系を備えた内燃機関に設けたノックセンサにより検出される振動強度とこの振動強度の推移を示す振動強度波形とに基づいてノック判定する内燃機関ノック判定装置、及びこの内燃機関ノック判定装置を用いた内燃機関ノック制御装置に関する。

内燃機関のノッキング検出においてノイズが重畳した場合でのノック判定の精度を維持する処理が知られている（例えば特許文献１，２参照）。
特許文献１では可変動弁機構とされている吸気弁の閉弁タイミングに対応させてノイズを推定することにより、ノック信号のＳ／Ｎが悪化すると推定される場合にはノック判定を不可能と判定するものである。

特許文献２では気筒毎にピストンが共振することによるノイズがノック信号に重畳した場合に、該当気筒のノック判定ではピストンノイズに対応する低い周波数帯をノック判定対象から除外している。

特許文献３では可変動弁機構のバルブタイミングにより閉弁時のノイズがノック信号に重畳する場合に、ノイズの周波数成分を用いずにノック判定している。
特許文献４では可変動弁機構のバルブタイミングを、閉弁時のノイズがノック信号に重畳しないように調節する。

特許文献５ではノッキング発生時の遅角補正量が所定値以上となったときに可変動弁機構によりバルブタイミングやリフト量の特性を変更している。

特開２００４−１１６２６号公報（第５，６頁、図３） 特開２００５−９８１９２号公報（第６，７頁、図３，６） 特開２００４−５２６１４号公報（第８，９頁、図８〜１２） 特開平１１−２２９９５１号公報（第５，６頁、図２） 実開平３−４１１５０号公報（第１頁、図１０）

特許文献１のごとく周波数帯域とは無関係に推定するＳ／Ｎが悪化する場合にノック判定を不可能としていることから、ノック判定の頻度が高まり、実際にはノック判定には問題ないノック信号が得られている場合にも、高精度なノック判定が継続されないことがある。

特許文献２，３のごとくピストンノイズや可変動弁機構によるバルブ着座ノイズに対応した周波数帯を完全に除いてノック判定した場合には、ノック判定するための信号データが不足するおそれがあり高精度なノック判定の継続ができなくなるおそれがある。

特許文献４，５のごとくバルブ着座ノイズがノック信号に重畳する状態となると可変動弁機構によるバルブタイミング調節状態を変更する場合には、最適なバルブタイミングからの変更となるおそれがあり、内燃機関の効率的な運転を阻害するおそれがある。

本発明は、可変動弁機構のごとく内燃機関にて駆動タイミングがクランク角に対して可変である駆動系によるノイズの発生状態において、高精度なノック判定の機会を増加できるノック判定装置、及びこの内燃機関ノック判定装置を用いた内燃機関ノック制御装置を実現することを目的とするものである。更にノイズの程度により内燃機関運転状態を変更する構成とした場合も、できるだけ内燃機関の効率的な運転状態を変更することなく、高精度なノック判定を継続できるノック判定装置、及びこの内燃機関ノック判定装置を用いた内燃機関ノック制御装置を実現することを目的とするものである。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用・効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関ノック判定装置は、駆動タイミングがクランク角に対して可変である駆動系を備えた内燃機関に設けたノックセンサにより検出される振動強度とこの振動強度の推移を示す振動強度波形とに基づいてノック判定するノック判定装置であって、複数の周波数帯域の各々に対して前記ノックセンサにより検出される振動強度を求める複数帯域振動強度検出手段と、前記複数帯域振動強度検出手段にて求められた振動強度を、全周波数帯域について合算して、ノック判定の対象とするための前記振動強度と前記振動強度波形とを求める判定対象値算出手段と、前記ノックセンサの検出に影響するノイズが高ノイズ状態にあるか否かを判定する高ノイズ状態判定手段と、前記高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定された場合に、高ノイズ状態にあるとは判定されていない場合に比較して、前記判定対象値算出手段による振動強度の合算に際して、前記駆動系によるノイズの周波数帯域に対する重み付けを、７ｋＨｚを含む７ｋＨｚ近傍の領域に設定された７ｋＨｚ帯域に対して相対的に低下させる高ノイズ時処理手段とを備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の内燃機関ノック判定装置は、駆動タイミングがクランク角に対して可変である駆動系を備えた内燃機関に設けたノックセンサにより検出される振動強度とこの振動強度の推移を示す振動強度波形とに基づいてノック判定するノック判定装置であって、複数の周波数帯域の各々に対して前記ノックセンサにより検出される振動強度を求める複数帯域振動強度検出手段と、前記複数帯域振動強度検出手段にて求められた振動強度を、全周波数帯域について合算して、ノック判定の対象とするための前記振動強度と前記振動強度波形とを求める判定対象値算出手段と、前記ノックセンサの検出に影響するノイズが高ノイズ状態にあるか否かを判定する高ノイズ状態判定手段と、前記高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定された場合に、高ノイズ状態にあるとは判定されていない場合に比較して、前記判定対象値算出手段による振動強度の合算に際して、前記駆動系によるノイズの周波数帯域に対する重み付けを他の周波数帯域に対して相対的に低下させる高ノイズ時処理手段と、を備え、前記判定対象値算出手段は、前記高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定されている場合には、求めるノック判定対象は振動強度のみに制限することを特徴とする。

このように高ノイズ時処理手段は、高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定された場合に、高ノイズ状態にあるとは判定されていない場合に比較して、前記駆動系によるノイズの周波数帯域に対する重み付けを他の周波数帯域に対して相対的に低下させている。これは、前記他の周波数帯域に対する重み付けを前記駆動系によるノイズの周波数帯域に対して相対的に増加させていることと同じである。

このことにより高ノイズ状態が前記駆動系によるものであれば、前記駆動系の影響のないあるいは影響の少ない他の周波数帯域の重み付けが高まることにより、ノイズの影響を抑制して高精度なノック判定を継続させることができる。

高ノイズ状態が前記駆動系によるものでない場合には、前述したごとく重み付けを変更しても、高ノイズ状態が解消されないので、このときに初めて何らかの対策処理、例えばノックセンサの検出によるノック判定を停止するなどの高ノイズ状態時の処理を実行すれば良いことになる。

したがって本発明の内燃機関ノック判定装置は、内燃機関にて駆動タイミングがクランク角に対して可変である駆動系によるノイズの発生状態において高精度なノック判定の機会を増加できる。
また、特に駆動系によるノイズの周波数帯域以外の他の周波数帯域としては、通常、ピストン系のノイズが乗り易い低周波数側の７ｋＨｚ帯域が挙げられる。これに対して、請求項１に記載の内燃機関ノック判定装置では、高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定された場合に、高ノイズ状態にあるとは判定されていない場合に比較して、前記判定対象値算出手段による振動強度の合算に際して、前記駆動系によるノイズの周波数帯域に対する重み付けを、７ｋＨｚを含む７ｋＨｚ近傍の領域に設定された７ｋＨｚ帯域に対して相対的に低下させるようにしている。
したがって判定対象値算出手段による振動強度の合算時における周波数帯域毎の重み付けについては、７ｋＨｚ帯域での重み付けよりも、駆動系によるノイズの周波数帯域での重み付けを、相対的に低くすることになる。すなわちピストン系のノイズの感度を相対的に上げ、駆動系のノイズに対する感度を相対的に低下させている。
このことにより駆動系の駆動タイミングの変化により高ノイズ状態になっても高精度なノック判定を継続できる。
そしてこのような重み付けの調節によっても高ノイズ状態が解消されなければ、ピストン系のノイズが高い状態にあるものとして、このとき初めて何らかの対策処理を実行すれば良いことになる。
また、請求項２に記載の内燃機関ノック判定装置では、前記判定対象値算出手段は、前記高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定されている場合には、求めるノック判定対象は振動強度のみに制限する。
高ノイズ状態で前述した重み付け変更を実行している場合には、振動強度波形に影響することから、振動強度波形を用いずにノック判定対象は振動強度のみに制限することとしても良い。このことにより高精度なノック判定が継続できる。

請求項３に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項１又は請求項２に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記駆動系は、内燃機関のシリンダーヘッドに設けられた駆動系であることを特徴とする。

特に前記駆動系は、内燃機関のシリンダーヘッドに設けられた駆動系である場合に、ノック検出時のノイズへの影響が大きくなる傾向にあるので、このような駆動系において特に有効である。

請求項４に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項３に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記駆動系は、閉弁タイミングが変更可能な可変動弁機構であることを特徴とする。

前記駆動系としては、可変動弁機構が挙げられ、閉弁タイミング、すなわちバルブ着座タイミングが可変とされることにより、バルブ着座に伴うノイズがノックセンサが検出するノック信号に重畳することがある。このようにバルブ着座に伴って高ノイズ状態となった場合には、前述したごとく重み付けを変更することにより、高精度なノック判定を継続することができる。

可変動弁機構による閉弁タイミングがノイズの原因でない場合には重み付けを変更しても、高ノイズ状態が解消されないので、このときに初めて何らかの対策処理を実行すれば良いことになる。

請求項５に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項４に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記可変動弁機構は吸気弁の可変動弁機構であることを特徴とする。
前記可変動弁機構としては、吸気弁の可変動弁機構が挙げられ、高ノイズ状態となった場合にも、それが吸気弁のバルブ着座に伴った高ノイズ状態である場合には、前述したごとく重み付けを変更することにより、高精度なノック判定を継続できる。

請求項６に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項４に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記可変動弁機構は排気弁の可変動弁機構であることを特徴とする。
前記可変動弁機構としては、排気弁の可変動弁機構が挙げられ、高ノイズ状態となった場合にも、それが排気弁のバルブ着座に伴った高ノイズ状態である場合には、前述したごとく重み付けを変更することにより、高精度なノック判定を継続できる。

請求項７に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項３に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記駆動系は、高圧燃料系であることを特徴とする。
前記駆動系としては、高圧燃料系が挙げられ、高圧燃料系における機構、例えばリリーフ弁、高圧燃料ポンプ、燃料噴射弁等の駆動タイミングは内燃機関の運転状態により変化する。このことによりバルブ着座など、機構の駆動に伴うノイズが、ノックセンサが検出するノイズ信号に重畳することがある。

このように高圧燃料系の駆動に伴って高ノイズ状態となった場合には、前述したごとく重み付けを変更することにより、高精度なノック判定を継続できる。
高圧燃料系の駆動が原因でない場合には重み付けを変更しても、高ノイズ状態が解消されないので、このときに初めて何らかの対策処理を実行すれば良いことになる。

請求項８に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項３に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記駆動系は、燃料噴射弁であることを特徴とする。
前記駆動系としては燃料噴射弁が挙げられる。この燃料噴射弁の駆動タイミングは内燃機関の運転状態により変化し、駆動に伴うノイズがノックセンサが検出するノック信号に重畳することがある。このように燃料噴射弁の駆動に伴って高ノイズ状態となった場合には、前述したごとく重み付けを変更することにより、高精度なノック判定を継続できる。

燃料噴射弁が原因でない場合には重み付けを変更しても、高ノイズ状態が解消されないので、このときに初めて何らかの対策処理を実行すれば良いことになる。
請求項９に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項８に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記燃料噴射弁は筒内噴射型であることを特徴とする。

特に筒内噴射型の燃料噴射弁の駆動によるノイズはその配置上、ノックセンサのノイズとして検出され易い。このノイズに起因して高ノイズ状態となったとしても、前述したごとく重み付けを変更することにより、高精度なノック判定を継続できる。

請求項１０に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項８に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記燃料噴射弁は筒内噴射型であると共に、内燃機関は、別途、吸気ポートにポート噴射型の燃料噴射弁を備えて、これら２つの燃料噴射弁の駆動を内燃機関運転状態に応じて選択しているものであることを特徴とする。

このように２種類の燃料噴射弁の駆動を内燃機関運転状態に応じて選択している内燃機関においても、筒内噴射型の燃料噴射弁については上述したごとくノイズを生じ易い。したがって上述したごとく重み付けを変更することにより高精度なノック判定を継続できる。

請求項１１に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項１〜１０の何れか一項に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定されなくなると、前記高ノイズ時処理手段は重み付け処理を停止し、前記判定対象値算出手段はノック判定対象の制限を停止することを特徴とする。

高ノイズ時処理手段の処理中に高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定されなくなれば、重み付けを変更する処理や、ノック判定対象を制限する処理を停止する。このことにより元のノック判定処理に戻して、高精度なノック判定を継続することができる。

請求項１２に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記高ノイズ時処理手段の処理実行中に高ノイズ状態の有無を判定する重み付け処理時高ノイズ状態判定手段と、前記重み付け処理時高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定されると、前記高ノイズ時処理手段による重み付け処理を停止させると共に、前記駆動系における駆動状態を変更することにより前記ノックセンサの検出に影響するノイズを低減させる駆動系ノイズ低減手段とを備えたことを特徴とする。

このように高ノイズ時処理手段により前述したごとく重み付けを変更しても、ピストン系が高ノイズ発生状態であるために高ノイズ状態が解消されない場合には、駆動系ノイズ低減手段が、高ノイズ時処理手段による重み付け処理を停止すると共に、駆動系における駆動状態を変更している。このことによりノックセンサの検出に影響するノイズを低減させると共に、通常の重み付けに戻して高精度にノック判定できるようにしている。

したがってノイズ低減のための駆動系の駆動状態変更は、高ノイズ状態となって直ちに行われるのではなく、一旦、高ノイズ時処理手段による処理を実行して、このことによっても高ノイズ状態が解消できない場合に初めて行われることになる。

このため、ノイズの程度により内燃機関運転状態を変更する構成とした場合も、できるだけ内燃機関の効率的な運転状態を変更することなく、高精度なノック判定を継続させることができる。

請求項１３に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項１２に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記重み付け処理時高ノイズ状態判定手段は、ノック制御処理により実行される点火時期フィードバック制御における点火時期調節の誤差の程度に応じて、前記高ノイズ時処理手段の処理実行中における高ノイズ状態の有無を判定することを特徴とする。

高ノイズ状態は前記点火時期調節の誤差を招くことから、この誤差（点火時期の誤遅角や誤進角）が大きくなることで、高ノイズ状態が判明する。したがって点火時期調節の誤差の程度に応じて、高ノイズ時処理手段の処理実行中において解消できない高ノイズ状態の有無を判定できる。

請求項１４に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項１３に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記重み付け処理時高ノイズ状態判定手段は、ノック制御処理により実行される点火時期フィードバック制御における学習値の変化に基づいて前記点火時期調節の誤差の程度を検出することを特徴とする。

前記点火時期調節の誤差は、学習値に反映されていることから、学習値の変化に基づいて点火時期調節の誤差の程度、すなわちノイズの程度を容易に検出することができる。
請求項１５に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項１４に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記重み付け処理時高ノイズ状態判定手段は、前記高ノイズ時処理手段の処理実行開始時からの前記学習値の変化量が基準量以上となった場合に高ノイズ状態にあると判定することを特徴とする。

このように高ノイズ時処理手段の処理実行開始時からの学習値の変化量が、前記誤差の程度を表すと共に、高ノイズ時処理手段の処理実行によっても解消できないノイズの程度を表すことになる。したがって、この学習値の変化量が基準量以上となった場合に、高ノイズ状態にあると容易に判定することができる。

請求項１６に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記駆動系ノイズ低減手段の処理が実行された場合には、前記判定対象値算出手段はノック判定対象に対する制限を停止すると共に、前記重み付け処理時高ノイズ状態判定手段は停止して、前記高ノイズ状態判定手段のみにて高ノイズ状態か否かを判定することを特徴とする。

このように駆動系ノイズ低減手段の処理実行後には、ノック判定対象が振動強度のみに制限された状態から振動強度と振動強度波形とに基づいてノック判定する状態に戻し、高ノイズ状態判定手段のみによるノイズ判定に戻すことにより、高精度なノック判定を継続することができる。

請求項１７に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記駆動系ノイズ低減手段の処理が実行された場合には、前記高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態ではないと判定されると、通常時のノック判定処理に戻すノック判定復帰手段を備えたことを特徴とする。

このようなノック判定復帰手段の処理により、元の通常時のノック判定処理に戻すことができ、高精度なノック判定を継続することができる。
請求項１８に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項１７に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記ノック判定復帰手段にて通常時のノック判定処理に戻されてから、基準時間内に前記高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定された場合には、前記高ノイズ時処理手段を実行せずに、前記駆動系ノイズ低減手段を実行することを特徴とする。

ノック判定復帰手段にて通常時のノック判定処理に戻されてから短時間内に高ノイズ状態となった場合には、直ちに高ノイズ時処理手段を実行するとノック制御自体が荒れる可能性がある。

したがって通常時のノック判定処理に復帰してから基準時間内に高ノイズ状態と判定された場合には、高ノイズ時処理手段を実行せずに直ちに前述した駆動系ノイズ低減手段の処理に移る。このことにより安定した高精度なノック判定を継続できる。

請求項１９に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記高ノイズ状態判定手段は、前記ノックセンサの検出値に基づいて前記ノックセンサの検出に影響するノイズが高ノイズ状態にあるか否かを判定することを特徴とする。

このようにノックセンサの検出値に基づいて高ノイズ状態を判定することができる。
請求項２０に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記高ノイズ状態判定手段は、前記ノックセンサの検出値を用いずに、前記駆動系の駆動タイミングが高ノイズ状態となるか否かを判定して、前記駆動系の駆動タイミングが高ノイズ状態となる場合に高ノイズ状態にあると判定し、前記駆動系の駆動タイミングが高ノイズ状態にならない場合に高ノイズ状態にはないと判定することを特徴とする。

高ノイズ状態判定手段は、ノックセンサの検出値を用いずにノイズ状態を判定するものとしても良い。すなわち駆動系の駆動タイミングによって、ノイズ発生タイミングがノック信号と重畳するようになったり、重畳状態のノイズが大きくなるような状況となったりすれば、高ノイズ状態になるはずである。このことから駆動系の駆動タイミングにて高ノイズ状態にあるか否かを判定することができる。

請求項２１に記載の内燃機関ノック判定装置では、請求項２０に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記高ノイズ状態判定手段は、内燃機関の運転状態に基づいて前記駆動系の駆動タイミングが高ノイズ状態となるか否かを判定することを特徴とする。

駆動系の駆動タイミングは、内燃機関の運転状態に連動しているので、内燃機関の運転状態に基づいて前記駆動系の駆動タイミングが高ノイズ状態となるか否かを判定することができる。

請求項２２に記載の内燃機関ノック制御装置は、駆動タイミングがクランク角に対して可変である駆動系を備えた内燃機関に設けたノックセンサにより検出される振動に対する振動強度判定と振動強度波形判定とに基づいてノック判定し、このノック判定の結果に基づいて点火時期を調節するノック制御装置であって、前記ノック判定は、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の内燃機関ノック判定装置により行うことを特徴とする。

上述した内燃機関ノック判定装置を用いることにより、内燃機関にて駆動タイミングがクランク角に対して可変である駆動系によるノイズ発生状態においても高精度なノック判定の機会を増加できる。このことにより適切な点火時期を設定して良好なノック制御が可能となる。

実施の形態１のガソリンエンジンに対する制御系を示すブロック図。 実施の形態１のＥＣＵが実行するノック制御処理のフローチャート。 同じくノック制御処理のフローチャート。 同じく通常時モード実行処理のフローチャート。 同じく７ｋＨｚモード実行処理のフローチャート。 同じく重畳回避モード実行処理のフローチャート。 実施の形態１における各モードと設定値との対応を示す説明図。 同じく各モードと重み付け係数との関係を示す説明図。 クランク角°ＣＡと振動強度との関係の一例を示すグラフ。 クランク角°ＣＡと振動強度積算値との関係の一例を示すグラフ。 実施の形態１において各モードでの点火時期学習値ａｋｇの推移を示すタイミングチャート。 実施の形態１においてエンジンの運転状態と大着座ノイズ領域ＬＮＡとの関係を示すグラフ。 実施の形態２のＥＣＵが実行するノック制御処理のフローチャート。 同じく７ｋＨｚモード実行処理のフローチャート。 実施の形態３のガソリンエンジンに対する制御系を示すブロック図。

［実施の形態１］
図１の制御系ブロック図に、前述した内燃機関ノック判定装置及び内燃機関ノック制御装置が適用された電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称する）２、及びポート噴射火花点火式の直列４気筒ガソリンエンジン（以下「エンジン」と略す）４の構成を示す。

このエンジン４は車両駆動用に車両に搭載されたものである。図１では＃１〜＃４気筒の内の１気筒のみ示している。本実施の形態では直列４気筒として説明するが、６気筒や８気筒などのその他の気筒数の内燃機関、あるいはＶ型内燃機関であっても良い。

エンジン４の各燃焼室６には、サージタンク８ａ及び分岐管８ｂを含む吸気通路８を介して吸気が供給され、この吸気流中に気筒毎に吸気ポート８ｃに設けられた燃料噴射弁１０から燃料が噴射されることで混合気を形成している。

そして点火タイミングにて点火プラグ１２のスパークによる点火が行われることにより燃焼室６内の混合気が燃焼し、ピストン１４が押し下げられて出力軸であるクランクシャフト１６を回転させる。そして燃焼後の混合気は排気として燃焼室６から排気ポート１８ａに排出され、排気浄化触媒やマフラーを有する排気通路１８を介して外部へ排出される。

ここで吸気ポート８ｃにて開閉弁動作する吸気バルブ２０に開閉駆動力を伝達する吸気カムシャフト２２には、クランクシャフト１６に対する吸気カムシャフト２２の相対回転位相を調節して吸気バルブ２０のバルブタイミング（開閉弁のクランク角）を連続的に進角又は遅角させるバルブタイミング可変機構２４が設けられている。更に吸気カムシャフト２２と吸気バルブ２０との間には、吸気バルブ２０の作用角を連続的に可変できる作用角可変機構２６が全気筒共通の機構として設けられている。尚、作用角可変機構２６は、吸気バルブ２０の最大バルブリフト量は作用角に連動して連続変化する。

このようにエンジン４のシリンダーヘッド４ｂに設けられたバルブタイミング可変機構２４と作用角可変機構２６とにより、吸気バルブ２０の可変動弁機構が形成されている。
作用角可変機構２６による作用角調節制御により、アクセルペダル２８の踏み込み量であるアクセル操作量ＡＣＣＰに応じて、サージタンク８ａ側から燃焼室６内への吸入空気量を調節することによりエンジン４の出力が調節される。尚、吸気通路８の全気筒共通部分に設けられたスロットルバルブ３０については、モータ３０ａによりエンジン４の停止時には全閉とされるが、エンジン４の運転時には、通常、全開に制御される。

排気バルブ３２に開閉駆動力を伝達する排気カムシャフト３４はクランクシャフト１６により回転される。排気カムシャフト３４はクランクシャフト１６に直接連動している。したがって排気バルブ３２についてはクランク角に対して一定の開閉タイミングであり、かつ一定の作用角にて駆動される。したがって排気バルブ３２側の動弁機構については、可変動弁機構でなく、クランク角に対してバルブタイミングが固定されている。

ＥＣＵ２は、エンジン４の燃料噴射量、燃料噴射時期、吸入空気量の制御以外に、点火時期制御、その他の処理を実行している。これらの処理のためにＥＣＵ２は、機関回転数センサ３６、冷却水温センサ３８、スロットル開度センサ４０、吸入空気量センサ４２、アクセル操作量センサ４４、カムポジションセンサ４６、ノックセンサ４８などによる検出信号を入力している。この他、排気系に設けられた空燃比センサなどからの検出信号を入力している。

機関回転数センサ３６はクランクシャフト１６の回転に対応した機関回転数ＮＥを、冷却水温センサ３８はエンジン温度としての冷却水温度ＴＨＷを、スロットル開度センサ４０はスロットルバルブ開度ＴＡを、吸入空気量センサ４２は吸入空気量ＧＡを、アクセル操作量センサ４４はアクセル操作量ＡＣＣＰを検出している。更にカムポジションセンサ４６は吸気バルブ２０を駆動する吸気カム２２ａのカム角を、ノックセンサ４８はエンジン４の燃焼行程時に生じる振動に対応したノック信号（ここでは電圧信号：Ｖ）を検出している。

ノックセンサ４８はエンジン４のシリンダーブロック４ａに取り付けられているが、ここでは直列４気筒の中央位置、すなわち＃２気筒と＃３気筒との間の位置にてシリンダーブロックに取り付けられて、＃１〜＃４気筒における燃焼時の振動を検出している。

ＥＣＵ２は、これらの信号、記憶しているデータ、演算結果などに基づいて各種制御を実行する。すなわち点火プラグ１２による点火時期、燃料噴射弁１０の開弁制御による燃料噴射量や燃料噴射時期、吸気バルブ２０のバルブタイミング、作用角調節、スロットルバルブ３０の開度調節などの制御を実行する。

尚、ノックセンサ４８からのノック信号については、ＥＣＵ２内のフィルタ処理により、７ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１５ｋＨｚ及び２０ｋＨｚの各周波数帯域にてその振動強度を検出している。尚、各周波数帯域の帯域幅は、後述するモードにより異なるが、それぞれの周波数帯域の代表値を含む近傍の領域に設定されている。例えば、通常時モードでは、上記周波数（７ｋＨｚ，１０ｋＨｚ，１５ｋＨｚ，２０ｋＨｚ）に対して±２．５ｋＨｚの帯域幅のゲートを介して検出している。

次にＥＣＵ２が実行するノック制御処理について説明する。ノック制御処理は図２〜６のフローチャートに示すごとくであり、一定のクランク角周期毎に繰り返し実行される処理である。尚、個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。

ノック制御処理（図２〜６）が開始されると、まず冷却水温度ＴＨＷが６０℃以上となっているか否かが判定される（Ｓ１００）。ここで始動後において冷却水温度ＴＨＷが６０℃未満の状態であれば（Ｓ１００でＮＯ）、本処理を一旦出る。

このＴＨＷ＜６０℃の場合には、別途の点火時期設定制御により点火時期が設定される。例えば、ここでは前回の内燃機関運転時においてＥＣＵ２に記憶されている点火時期学習値が用いられて、現在の冷却水温度ＴＨＷに対応した点火時期が設定される。そしてこの点火時期に基づいて点火制御が実行されることになる。以後、冷却水温度ＴＨＷ＜６０℃である限り、上述した処理が継続する。

エンジン４の運転継続により冷却水温度ＴＨＷが上昇して、ＴＨＷ≧６０℃となれば（Ｓ１００でＹＥＳ）、機関回転数センサ３６及びカムポジションセンサ４６の検出結果に基づいて４気筒の内のいずれかの気筒が、燃焼行程における一定のクランク角範囲にあるか否かが判定される（Ｓ１０２）。ここでは燃焼行程の０°〜９０°ＣＡ（°ＣＡはクランク角を表す）の範囲内か否かが判定される。いずれの気筒に対しても０°〜９０°ＣＡの範囲外であれば（Ｓ１０２でＮＯ）、このまま本処理を一旦出る。以後、いずれの気筒に対しても０°〜９０°ＣＡの範囲外である限り（Ｓ１０２でＮＯ）、ノック制御処理（図２〜６）では実質的な処理はなされない。

いずれかの気筒、例えば＃１気筒が燃焼行程の０°ＣＡとなった場合には（Ｓ１０２でＹＥＳ）、次にシリンダーブロック４ａにて振動を検出しているノックセンサ４８の出力を読み込むことで、モードに対応したゲートによる各周波数帯域での振動強度を検出する（Ｓ１０４）。

尚、モードとしては、ノックセンサ４８の検出値中のノイズの状態に応じて、通常時モード、７ｋＨｚモード、重畳回避モードの３つのモードがあり、このモード毎に図７の対応図に示すごとく制御用の設定値が設けられている。

現在、低ノイズ状態に実行される通常時モードであるとすると、前述したごとく通常の帯域幅（±２．５ｋＨｚ）のゲートである。
次に０°〜９０°ＣＡの範囲において５°ＣＡ毎に分けたクランク角幅領域毎に、図７に示したごとく、モードに対応した周波数帯域毎の重み付けをして振動強度を積算する（Ｓ１０６）。図８は図７の周波数帯域の重み付けを、重み付け係数としてその具体的数値の一例を示したものである。

現在、通常時モードであるので図８に示すごとく、７ｋＨｚ帯域において重み付け係数＝０．２５、他の３つの周波数帯域（１０ｋＨｚ，１５ｋＨｚ，２０ｋＨｚ）では重み付け係数＝１に設定されている。この重み付け係数が、検出された周波数帯域毎の振動強度に乗算されて、その値が全周波数帯域にて積算されることになる。

今回の振動強度検出が０°ＣＡ以上で５°ＣＡ未満であれば、図９のグラフに示すごとく、０°ＣＡ〜５°ＣＡのクランク角幅領域にてクランク角度周期で検出した振動強度（０°ＣＡ〜５°ＣＡのハッチング部分：ここでは電圧値）が各周波数帯域に対応する重み付け係数と乗算された後に振動強度積算値として積算される。この５°ＣＡ幅間のハッチングの面積が、求められた振動強度積算値に相当する。尚、この５°ＣＡ幅間の振動強度積算値をグラフ化したものを図１０に示す。

次に０°〜９０°ＣＡの範囲において１５°ＣＡ毎に分けたクランク角幅領域毎に、振動強度を積算する（Ｓ１０８）。尚、上述したごとくステップＳ１０６にて５°ＣＡ毎に振動強度積算値が算出されているので、この５°ＣＡ毎の振動強度積算値を、１５°ＣＡ毎に積算して求めることができる。図９では１５°ＣＡ毎振動強度積算値は、Ａ（１）〜Ａ（６）の各ハッチング部分の面積に相当する。

次に今回、９０°ＣＡであるか否かが判定される（Ｓ１１０）。未だ９０°ＣＡに達していなければ（Ｓ１１０でＮＯ）、本処理を一旦出る。
以後、０°から９０°ＣＡ未満の範囲である限り、上述したステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理が繰り返される。

そして９０°ＣＡに達すると（Ｓ１１０でＹＥＳ）、このときには、今回燃焼行程にある＃１気筒について、図９の全体で示した振動強度データが得られていることになる。
次に通常時モード実行中か否かが判定される（Ｓ１１２）。現在、通常時モードであるとすると（Ｓ１１２でＹＥＳ）、次に、このときに求められている１５°ＣＡ振動強度積算値Ａ（１）〜Ａ（６）に基づいて、今回燃焼行程にある気筒、ここでは＃１気筒におけるノイズ割合ＮＳｒが式１に示すごとく算出される（Ｓ１１４）。

［式１］ＮＳｒ←Ｍａｘ（［Ａ（２）＋Ａ（３）］／ΣＡ（ｉ）
，［Ａ（３）＋Ａ（４）］／ΣＡ（ｉ））
ここで式１の「←」の右辺において、［Ａ（２）＋Ａ（３）］は、１５°ＣＡ振動強度積算値Ａ（２）とＡ（３）との合計値であり、ΣＡ（ｉ）は１５°ＣＡ振動強度積算値Ａ（１）〜Ａ（６）の総計である。したがって［Ａ（２）＋Ａ（３）］／ΣＡ（ｉ）は、総計における１５°ＣＡ振動強度積算値Ａ（２）とＡ（３）との合計値の割合を表している。

同様に［Ａ（３）＋Ａ（４）］は、１５°ＣＡ振動強度積算値Ａ（３）とＡ（４）との合計値である。したがって［Ａ（３）＋Ａ（４）］／ΣＡ（ｉ）は、総計における１５°ＣＡ振動強度積算値Ａ（３）とＡ（４）との合計値の割合を表している。

そしてＭａｘ（）は（）内の数値の内で最大の値を抽出する演算子である。
ここでノックセンサ４８の出力値にピストン系のノイズが重畳した場合に、そのノイズの振動強度ピークは０°〜９０°ＣＡの範囲における特定の範囲に生じることが判明している。本実施の形態のエンジン４では、１５°ＣＡ〜６０°ＣＡまでの１５°ＣＡに分けた３領域の、１つ又は２つにまたがって生じることが判明している。すなわち１５°ＣＡ振動強度積算値Ａ（２）〜Ａ（４）の領域がノイズが生じ易い領域であり、この内でも特に１５°ＣＡ振動強度積算値Ａ（２），Ａ（３）の領域か、１５°ＣＡ振動強度積算値Ａ（３），Ａ（４）の領域かのいずれかがノイズが生じ易い領域である。

したがってピストン系のノイズが過大となっていれば、１５°ＣＡ振動強度積算値Ａ（２），Ａ（３）、又は１５°ＣＡ振動強度積算値Ａ（３），Ａ（４）のいずれかにノイズによる大きな振動強度ピークが生じているはずである。

このためステップＳ１１４における前記式１では、第１のノイズ割合［Ａ（２）＋Ａ（３）］／ΣＡ（ｉ）と、第２のノイズ割合［Ａ（３）＋Ａ（４）］／ΣＡ（ｉ）とを計算して、この内で、大きい方を抽出して、判定に用いるノイズ割合ＮＳｒとしている。

こうしてノイズ割合ＮＳｒが求められると、次にこのノイズ割合ＮＳｒが、ノイズが高いことを示す高ノイズ領域に含まれる値ではないか否かが判定される（Ｓ１１６）。ここでは高ノイズ領域の下限値として設定されている基準値ＮＳＸより低いか否かが判定される。基準値ＮＳＸとしては例えば０．５５などの定数値が設定されている。

ここで＃１気筒の燃焼行程でのノイズ状態が高ノイズ状態でなければ（ＮＳｒ＜ＮＳＸ：Ｓ１１６でＹＥＳ）、図４に示す通常時モード実行処理が行われる（Ｓ１１８）。尚、現在、通常時モードを実行しているので今回は同じモードが継続することになる。

通常時モード実行処理（図４）について説明する。まず通常時モード開始直後であるか否かが判定される（Ｓ１４０）。ここで既に通常時モードにて前述したステップＳ１０４〜Ｓ１１６までの処理がなされている場合には、このステップＳ１４０の実行タイミングでは通常時モード開始直後ではないので（Ｓ１４０でＮＯ）、通常時モード用ノック強度Ｎｎを算出する（Ｓ１４６）。

このタイミングでの通常時モード用ノック強度Ｎｎとしては、通常時モード用重み付けを用いて算出されている図９に示した５°ＣＡ振動強度積算値を、０°ＣＡ〜９０°ＣＡまで総計して算出する。尚、本実施の形態では、ステップＳ１１４にて求めている１５°ＣＡ振動強度積算値Ａ（１）〜Ａ（６）の総計ΣＡ（ｉ）と同じであるので、この総計ΣＡ（ｉ）の値を通常時モード用ノック強度Ｎｎとして設定する。このような総計ΣＡ（ｉ）を用いずに、５°ＣＡ振動強度積算値の内で最大の値を通常時モード用ノック強度Ｎｎとして設定しても良い。

次に図１０に示したごとく、５°ＣＡ振動強度積算値の９０°ＣＡ分の波形（実線）と典型的なノッキング波形を表すノッキング波形モデル（二点鎖線）との比較に基づいて、この波形同士の通常時モード用相関係数Ｋｎを算出する（Ｓ１４８）。この通常時モード用相関係数Ｋｎは、ノッキングの振動パターンに対する一致度に相当するものである。

このような波形同士の通常時モード用相関係数Ｋｎの算出方法は種々存在するが、ここでは例えば、二点鎖線で表しているノッキング波形モデルより下の面積Ｓ（ノッキング波形モデルの振動強度積算値）と、この二点鎖線と実線で表している実測波形との差分の面積ｄＳとを求めて、式２により通常時モード用相関係数Ｋｎを算出する。

［式２］ Ｋｎ ← （Ｓ−ｄＳ）／Ｓ
そして上述のごとく算出した通常時モード用ノック強度Ｎｎと相関係数Ｋｎとに基づいて通常時モードノック判定を実行する（Ｓ１５０）。

この通常時モードノック判定は次の２つの条件が共に満足された場合にノッキング有と判定され、いずれかあるいは両方が不満足ならばノッキング無と判定される。
条件１：Ｎｎ≧Ｊｎ（ｉ）
条件２：Ｋｎ≧Ｋ１
ここで条件１における通常時モード用ノック判定閾値Ｊｎ（ｉ）は、通常時モード時において通常時モード用ノック強度Ｎｎとその発生頻度に応じて、各気筒においてエンジン運転状態の領域毎に補正によって学習されている値であり、ノッキング発生の有無を判定するための判定値である。ここで（ｉ）は領域を表し、エンジン４の負荷率ＫＬと機関回転数ＮＥとにより区分されている領域である。負荷率ＫＬとはエンジン負荷に対応する物理量であり、エンジン４の１回転当たりの基準最大吸入空気量に対する実際の吸入空気量の割合（％）であり、吸入空気量ＧＡと機関回転数ＮＥとから算出されるものである。

条件２における相関判定値Ｋ１は、エンジン４の機種に対応して予め設定されている判定用基準値である。
ここで前記条件１，２の両方が共に満足されていなければ、通常時モードノック判定（Ｓ１５０）ではノッキング無しと判定される。

前記条件１，２の両方が満足されていれば、通常時モードノック判定（Ｓ１５０）ではノッキング有りと判定される。
次に通常時モード実行処理（図４）を出て、ノッキング無し判定か否かが判定される（Ｓ１２０）。ステップＳ１５０にてノッキング無し判定がなされているならば（Ｓ１２０でＹＥＳ）、このまま本処理を出る。尚、このようにノッキング無し判定の場合にはエンジン４の点火時期に対しては、常に時間周期にて一定量の進角が繰り返しなされていることから、点火時期進角がなされる。

ステップＳ１５０にてノッキング有り判定がなされているならば（Ｓ１２０でＮＯ）、エンジン４の点火時期に対して遅角処理が実行される（Ｓ１２２）。すなわち予め定めた遅角量、あるいは通常時モード用ノック強度Ｎｎや通常時モード用相関係数Ｋｎに応じた遅角量が点火時期に付加される。このことによりエンジン４の全気筒を対象とした点火時期が遅角されてノッキングが抑制される。

このようにＮｓｒ＜ＮＳＸの場合には（Ｓ１１６でＹＥＳ）、通常時モードでのノッキング発生状態に応じた点火時期の遅角処理と時間周期の進角処理とにより、エンジン４では、適切なノッキング発生状態、すなわち最適点火時期となるようにノック制御がなされることになる。

一方、ノック信号におけるノイズ状態が高ノイズ状態であれば（ＮＳｒ≧ＮＳＸ：Ｓ１１６でＮＯ）、次に重畳回避モード終了後に基準時間が経過しているか否かが判定される（Ｓ１２４）。この重畳回避モードは、吸気バルブ２０の閉弁タイミングがノック信号検出タイミングと重複しないように、通常のバルブタイミング可変機構２４及び作用角可変機構２６によるバルブタイミング及び作用角状態からずらした処理をしているモードである。

ここで以前に重畳回避モードが実行されていなかったり、あるいは以前に行われていた重畳回避モードの終了後に基準時間（例えば、数秒から十数秒）が経過していれば（Ｓ１２４でＹＥＳ）、図５に示す７ｋＨｚモードが実行されることになる（Ｓ１２６）。

７ｋＨｚモード実行処理（図５）について説明する。まず今回の処理が７ｋＨｚモード開始直後であるか否かが判定される（Ｓ１６０）。今回、開始直後であるので（Ｓ１６０でＹＥＳ）、学習値保持値Ｍａｋｇに、ノック制御処理において点火時期フィードバック制御により算出されている現在の点火時期学習値ａｋｇが格納される（Ｓ１６２）。

この点火時期学習値ａｋｇは、前述したごとくノック判定による点火時期の進角処理と遅角処理とを実行するに伴い進角補正値と遅角補正値とに基づいて得られる学習補正値を積算することで算出される値である。したがって点火時期学習値ａｋｇはノック判定によるノッキング有無の頻度が反映されている値であり、ノッキングが生じ易いエンジン状態では遅角側に学習され、ノッキングが生じにくいエンジン状態では進角側に学習される。

更に点火時期学習値ａｋｇは、燃焼状態とは別にノイズに起因してノック判定がノッキング有あるいはノッキング無しとの誤判定が増加すると、それまでよりも急激な遅角や進角の変化を示す。すなわち誤遅角や誤進角を示すことになる。

このためステップＳ１６２では７ｋＨｚモード時にてノックセンサ４８の検出値に重畳するノイズの程度を、点火時期学習値ａｋｇの変化程度から判定するために、７ｋＨｚモードの開始当初の点火時期学習値ａｋｇを、学習値保持値Ｍａｋｇに記憶している。

次に、これ以後の制御周期時に行われるステップＳ１０４にて各周波数帯域での振動強度を検出するために用いられるゲートとして、図７にて示したごとく、７ｋＨｚモード用ゲートが設定される（Ｓ１６４）。尚、この７ｋＨｚモードでの各周波数帯域での検出ゲートは、通常時モード用ゲートより短縮されている。すなわち７ｋＨｚモードでのゲートの帯域幅は通常時モード用ゲートの帯域幅（±２．５ｋＨｚ）よりも狭くされている。

次に図７，８にて示したごとく、ステップＳ１０６にて振動強度の積算に用いられる重み付けとして７ｋＨｚモード用重み付けが設定される（Ｓ１６６）。
この重み付けは、通常時モードに比較して、駆動系（吸気バルブ２０の可変動弁機構２４，２６）によるノイズの周波数帯域（１０ｋＨｚ帯域，１５ｋＨｚ帯域，２０ｋＨｚ帯域）に対する重み付けを、他の周波数帯域（７ｋＨｚ帯域）に対して相対的に低下させたものを用いている。すなわち、図８に示した例では、通常時モード用重み付け係数は、７ｋＨｚ帯域は０．２５で、１０ｋＨｚ帯域，１５ｋＨｚ帯域，２０ｋＨｚ帯域はそれぞれ１であるが、７ｋＨｚモード用重み付け係数は、７ｋＨｚ帯域，１０ｋＨｚ帯域，１５ｋＨｚ帯域，２０ｋＨｚ帯域の全帯域が１とされている。

こうして７ｋＨｚモード実行処理（図５）を出て、次にステップＳ１２０となるが、ここでは７ｋＨｚモード用ゲート及び重み付けにては未だ前記ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理は実行されていないので、ステップＳ１２０ではノッキング無しとして（Ｓ１２０でＹＥＳ）、ノック制御処理（図２〜６）を出る。

これ以後のノック制御処理（図２〜６）の制御周期にて、ステップＳ１００，Ｓ１０２にてＹＥＳと判定されて実行されるステップＳ１０４〜Ｓ１０８では、７ｋＨｚモード用ゲート及び重み付けにて処理が行われることになる。

そしてステップＳ１１０にてＹＥＳと判定されると、次にステップＳ１１２にて通常時モード実行中か否かが判定されるが、ここでは７ｋＨｚモード実行中であるので（Ｓ１１２でＮＯ）、次７ｋＨｚモード実行か否かが判定される（Ｓ１２８）。ここではＹＥＳと判定されて、次に７ｋＨｚモード実行中における点火時期学習値ａｋｇの変化量｜Ｍａｋｇ−ａｋｇ｜が基準範囲Ｓａｋｇ未満か否かが判定される（Ｓ１３０）。

この基準範囲Ｓａｋｇは点火時期学習値ａｋｇの急変を示す境界値である。例えば図１１に示すごとく、通常時モードから７ｋＨｚモードとなったタイミング（ｔ０）で、学習値保持値Ｍａｋｇからの点火時期学習値ａｋｇの変化の上限（Ｍａｋｇ＋Ｓａｋｇ）と下限（Ｍａｋｇ−Ｓａｋｇ）とを設定するものである。

ここで｜Ｍａｋｇ−ａｋｇ｜＜Ｓａｋｇであれば（Ｓ１３０でＹＥＳ）、ノイズ割合ＮＳｒが算出される（Ｓ１３２）。このノイズ割合ＮＳｒはステップＳ１１４と同じく前記式１にて算出される。そしてノイズ割合ＮＳｒが７ｋＨｚモード時でのノイズの大きさを判定するための基準値ＮＳ７より大きいか否かが判定される（Ｓ１３４）。

この基準値ＮＳ７は、前述した通常時モードにて行われるノイズ割合判定（Ｓ１１６）で用いられている基準値ＮＳＸによる判定に対応するものであり、重み付けの差を考慮して、７ｋＨｚモード用重み付けの状態にて、基準値ＮＳＸと同様なノイズ割合ＮＳｒの境界値として設定されているものである。尚、このように７ｋＨｚモード用の基準値ＮＳ７を用いるのではなく、前記ステップＳ１１４，Ｓ１１６と同様にノイズ割合ＮＳｒを別途、通常時モード用の重み付けにて求めることで基準値ＮＳＸを用いて判定しても良い。

ここでノイズの程度が未だ小さくなっていない（ＮＳｒ＞ＮＳ７）場合には（Ｓ１３４でＹＥＳ）、ステップＳ１２６（図５：７ｋＨｚモード実行処理）が実行される。
このタイミングでは、７ｋＨｚモード開始直後ではないので（Ｓ１６０でＮＯ）、次に７ｋＨｚモード用ノック強度Ｎ７を算出する（Ｓ１６８）。尚、ここでは７ｋＨｚモード用ノック強度Ｎ７としては、前述したごとく７ｋＨｚモード用重み付け係数を用いて算出されている図９に示した５°ＣＡ振動強度積算値を、０°ＣＡ〜９０°ＣＡまで総計して算出する。７ｋＨｚモード用重み付け係数を用いて算出された５°ＣＡ振動強度積算値の内で最大の値を７ｋＨｚモード用ノック強度Ｎ７として設定しても良い。

次に上述のごとく算出した７ｋＨｚモード用ノック強度Ｎ７に基づいて７ｋＨｚモードノック判定を実行する（Ｓ１７０）。この７ｋＨｚモードノック判定は次の１つの条件が満足された場合にノッキング有と判定され、不満足ならばノッキング無と判定される。

条件：Ｎ７≧Ｊ７（ｉ）
この条件における７ｋＨｚモード用ノック判定閾値Ｊ７（ｉ）は、７ｋＨｚモード時において７ｋＨｚモード用ノック強度Ｎ７とその発生頻度に応じて、各気筒においてエンジン運転状態の領域毎に補正によって学習されている値であり、ノッキング発生の有無を判定するための判定値である。ここで（ｉ）についてはステップＳ１５０にて述べたごとくである。

尚、この７ｋＨｚモード実行処理（図５）のノック判定（Ｓ１７０）では、通常時モード実行処理（図４）のステップＳ１５０にて実行したような相関係数に基づく形状判定は行わず、ノック強度判定のみである。

次に７ｋＨｚモード実行処理（図５）を出て、ノッキング無し判定か否かが判定される（Ｓ１２０）。ステップＳ１７０にてノッキング無し判定がなされているならば（Ｓ１２０でＹＥＳ）、このまま本処理を出る。そして、このようにノッキング無し判定の場合にはエンジン４の点火時期に対しては、常に時間周期にて一定量の進角が繰り返しなされていることから、点火時期進角については実行される。

ステップＳ１７０にてノッキング有り判定がなされているならば（Ｓ１２０でＮＯ）、エンジン４の点火時期に対して遅角処理が実行される（Ｓ１２２）。すなわち予め定めた遅角量、あるいは７ｋＨｚモード用ノック強度Ｎ７に応じた遅角量が点火時期に付加される。このことによりエンジン４の全気筒を対象とした点火時期が遅角されてノッキングが抑制される。

上述したごとく、Ｎｓｒ≧ＮＳＸ（Ｓ１１６でＮＯ）となって７ｋＨｚモードとなると、７ｋＨｚモードでのノッキング発生状態に応じた点火時期の遅角処理と時間周期の進角処理とにより、エンジン４では、適切なノッキング発生状態、すなわち最適点火時期となるようにノック制御がなされることになる。

このような７ｋＨｚモード実行処理（図５）がなされている状態で、ノイズ割合ＮＳｒが低下してＮＳｒ≦ＮＳ７となると（Ｓ１３４でＮＯ）、通常時モード実行処理（Ｓ１１８：図４）に処理が戻される。

そして通常時モード実行処理（図４）の最初は通常時モード開始直後であるので（Ｓ１４０でＹＥＳ）、通常時モード用ゲート設定（Ｓ１４２）と通常時モード用重み付け設定（Ｓ１４４）とが実行される。このことにより、図７に示したごとくゲートが通常幅状態に拡大され（Ｓ１４２）、図８に示したごとく、７ｋＨｚ帯域での重み付けを、他の帯域よりも相対的に大きくしていた状態から、元の重み付け状態に戻される（Ｓ１４４）。

したがって以後の制御周期で、前述したごとくの通常時モードでのノック制御処理が実行される状態に戻ることになる。
次に７ｋＨｚモードにて実行している状態で、点火時期学習値ａｋｇの変化量｜Ｍａｋｇ−ａｋｇ｜が基準範囲Ｓａｋｇ以上となった場合（Ｓ１３０でＮＯ）について説明する。この状態の一例は図１１のタイミングｔ１に相当する。

この場合には、重畳回避モードが実行され（Ｓ１３８）、図６に示す重畳回避モード実行処理が行われる。
重畳回避モード実行処理（図６）では、まず重畳回避モード開始直後であるか否かが判定される（Ｓ１８０）。今回、開始直後であるので（Ｓ１８０でＹＥＳ）、図７に示したごとく重畳回避モード用ゲートが設定され（Ｓ１８２）、図８に示したごとく重畳回避モード用重み付け係数が設定される（Ｓ１８４）。尚、ここでは重畳回避モード用ゲート及び重畳回避モード用重み付け係数は、通常時モードと同じに設定されているが、通常時モードと異ならせても良い。

そして可変動弁制御系（ＥＣＵ２によるバルブタイミング可変機構２４、作用角可変機構２６の制御プログラム）に対して回避命令を出力する（Ｓ１８５）。この回避命令は、負荷率ＫＬと機関回転数ＮＥとに基づいて、可変動弁機構２４，２６に対して別途実行されている吸気バルブ２０のバルブタイミング制御が受けることになる。

この回避命令により、バルブタイミング制御では、本来のバルブタイミングから、遅角又は進角したり、作用角を変更することにより、エンジン運転状態に対して最適な状態からバルブタイミングをずらす処理が行われる。このバルブタイミングのずれは、特に吸気バルブ２０の閉弁タイミングを、その着座ノイズがノック信号に重畳しないようにずらすものである。このことによりノックセンサ４８の検出において着座ノイズによるノイズ強度を低減できる。尚、このような着座ノイズ重畳が問題となる領域は、エンジン運転状態で表せば、図１２に示す負荷率ＫＬと機関回転数ＮＥとにより表される大着座ノイズ領域ＬＮＡ（破線領域内）に相当する。

こうして重畳回避モード実行処理（図６）を出て、次にステップＳ１２０となるが、ここでは重畳回避モード用ゲート及び重み付けにて前記ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理は実行されていないので、ステップＳ１２０ではノッキング無しとして（Ｓ１２０でＹＥＳ）、ノック制御処理（図２〜６）を出る。

これ以後のノック制御処理（図２〜６）の制御周期にて、ステップＳ１００，Ｓ１０２にてＹＥＳと判定されて実行されるステップＳ１０４〜Ｓ１０８では、重畳回避モード用ゲート及び重み付けにて処理が行われることになる。

そしてステップＳ１１０にてＹＥＳと判定されると、ここでは重畳回避モード実行中であるので、通常時モード実行中か否かの判定（Ｓ１１２）、７ｋＨｚモード実行か否かの判定（Ｓ１２８）にて共にＮＯと判定される。

そして重畳回避モード実行中における判定として、エンジン運転状態が吸気バルブ２０の着座ノイズが大きい運転範囲にあるか否かが判定される（Ｓ１３６）。ここではエンジン運転状態が前記図１２に示した大着座ノイズ領域ＬＮＡにあるか否かを判定する。

現在のエンジン運転状態（負荷率ＫＬ及び機関回転数ＮＥ）がこの大着座ノイズ領域ＬＮＡに含まれている場合には（Ｓ１３６でＹＥＳ）、重畳回避モード実行処理（図６）を継続して実行する。

ここで重畳回避モードとして前述したステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理がなされているので、図６のステップＳ１８０実行のタイミングでは重畳回避モード開始直後ではないので（Ｓ１８０でＮＯ）、重畳回避モード用ノック強度Ｎａを算出する（Ｓ１８６）。尚、ここでは重畳回避モード用ノック強度Ｎａとしては、重畳回避モード用重み付け係数を用いて算出されている図９に示した５°ＣＡ振動強度積算値を、０°ＣＡ〜９０°ＣＡまで総計して算出する。このような総計を用いずに、５°ＣＡ振動強度積算値の内で最大の値を重畳回避モード用ノック強度Ｎａとして設定しても良い。

次に図１０に示したごとく、５°ＣＡ振動強度積算値の９０°ＣＡ分の波形（実線）と典型的なノッキング波形を表すノッキング波形モデル（二点鎖線）との比較に基づいて、この波形同士の重畳回避モード用相関係数Ｋａを算出する（Ｓ１８８）。この重畳回避モード用相関係数Ｋａは、ノッキングの振動パターンに対する一致度に相当するものである。

このような波形同士の重畳回避モード用相関係数Ｋａの算出方法は、前述した通常時モード用相関係数Ｋｎと同様にして算出する。
そして上述のごとく算出した重畳回避モード用ノック強度Ｎａと相関係数Ｋａとに基づいて重畳回避モードノック判定を実行する（Ｓ１９０）。

この重畳回避モードノック判定は次の２つの条件が共に満足された場合にノッキング有と判定され、いずれかあるいは両方が不満足ならばノッキング無と判定される。
条件１：Ｎａ≧Ｊａ（ｉ）
条件２：Ｋａ≧Ｋａ１
ここで条件１における重畳回避モード用ノック判定閾値Ｊａ（ｉ）は、重畳回避モード時において重畳回避モード用ノック強度Ｎａとその発生頻度に応じて、各気筒においてエンジン運転状態の領域毎に補正によって学習されている値であり、ノッキング発生の有無を判定するための判定値である。ここで（ｉ）は領域を表し、前記ステップＳ１５０にて説明したごとくである。

条件２における相関判定値Ｋａ１は、エンジン４の機種に対応して予め設定されている重畳回避モードにおける判定用基準値である。
ここで前記条件１，２の両方が共に満足されていなければ、重畳回避モードノック判定（Ｓ１９０）ではノッキング無しと判定される。

前記条件１，２の両方が満足されていれば、重畳回避モードノック判定（Ｓ１９０）ではノッキング有りと判定される。
次に重畳回避モード実行処理（図６）を出て、ノッキング無し判定か否かが判定される（Ｓ１２０）。ステップＳ１９０にてノッキング無し判定がなされているならば（Ｓ１２０でＹＥＳ）、このまま本処理を出る。尚、このようにノッキング無し判定の場合にはエンジン４の点火時期に対しては、常に時間周期にて一定量の進角が繰り返しなされていることから、点火時期進角については実行される。

ステップＳ１９０にてノッキング有り判定がなされているならば（Ｓ１２０でＮＯ）、エンジン４の点火時期に対して遅角処理が実行される（Ｓ１２２）。すなわち予め定めた遅角量、あるいは重畳回避モード用ノック強度Ｎａや重畳回避モード用相関係数Ｋａに応じた遅角量が点火時期に付加される。このことによりエンジン４の全気筒を対象とした点火時期が遅角されてノッキングが抑制される。

このように重畳回避モードでは、着座ノイズの重畳を回避してノック制御を可能にするために、通常時モードに対して可変動弁機構２４，２６では最適なバルブタイミングからずらした制御が行われる。

このような重畳回避モードの実行中に、エンジン運転状態が図１２に示した大着座ノイズ領域ＬＮＡから外れた場合には、図３のステップＳ１３６でＮＯと判定される。このことにより通常時モード実行処理（Ｓ１１８：図４）に処理が戻される。この状態の一例は図１１のタイミングｔ２に相当する。

したがって前述したごとく、通常時モード実行処理（図４）の最初は通常時モード開始直後であるので（Ｓ１４０でＹＥＳ）、通常時モード用ゲート設定（Ｓ１４２）と通常時モード用重み付け設定（Ｓ１４４）とが実行される。このことにより、図７に示したごとくゲートが通常状態とされ（Ｓ１４２）、図８に示したごとく通常時モード用の重み付け状態とされる（Ｓ１４４）。尚、通常時モード用ノック判定閾値Ｊｎと重畳回避モード用ノック判定閾値Ｊａとは異なるが、図７に示すごとくゲートと重み付けは通常時モードと重畳回避モードとでは同じである。

こうして、以後の制御周期で、前述したごとくの通常時モードでのノック制御処理が実行される状態に戻ることになる。
このように重畳回避モードから通常時モードに戻って、通常時モードを実行し始めた際に、短時間でＮＳｒ≧ＮＳＸとなった場合（図３：Ｓ１１６でＮＯ）、次に重畳回避モード終了後に基準時間が経過しているか否かが判定される（Ｓ１２４）。

ここで重畳回避モードの終了後に基準時間が経過していなければ（Ｓ１２４でＮＯ）、重畳回避モード実行処理（図６）が実行されることになる（Ｓ１３８）。
すなわち通常時モードの実行状態から、７ｋＨｚモードへの実行が禁止されて、直ちに重畳回避モードにてノック制御処理がなされることになる。

上述した構成において、請求項との関係は、ＥＣＵ２が複数帯域振動強度検出手段、判定対象値算出手段、高ノイズ状態判定手段、高ノイズ時処理手段、重み付け処理時高ノイズ状態判定手段、駆動系ノイズ低減手段、ノック判定復帰手段に相当する。

ＥＣＵ２が実行するステップＳ１０４，Ｓ１０６が複数帯域振動強度検出手段としての処理に、ステップＳ１４６，Ｓ１４８，Ｓ１６８，Ｓ１８６，Ｓ１８８が判定対象値算出手段としての処理に相当する。ステップＳ１０８，Ｓ１１４，Ｓ１１６，Ｓ１３２，Ｓ１３４，Ｓ１３６が高ノイズ状態判定手段としての処理に、ステップＳ１６６が高ノイズ時処理手段としての処理に相当する。可変動弁機構（バルブタイミング可変機構２４，作用角可変機構２６）及びこれにより駆動される吸気バルブ２０が駆動系に相当する。ステップＳ１３０，Ｓ１６２が重み付け処理時高ノイズ状態判定手段としての処理に、重畳回避モード実行処理（図６）が駆動系ノイズ低減手段としての処理に相当する。ステップＳ１３６がノック判定復帰手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（１）ノック制御処理（図２〜６）にて、通常時モード（図４）実行中においてステップＳ１１６にてＮＯとなり、高ノイズ状態（ノイズ割合ＮＳｒが高い）と判定されると、図５に示した７ｋＨｚモードとなる。

この７ｋＨｚモードでは、高ノイズ状態ではない通常時モードに比較して、特定の周波数帯域（１０ｋＨｚ帯域、１５ｋＨｚ帯域、２０ｋＨｚ帯域）に対するノック判定時の重み付けを、他の周波数帯域（７ｋＨｚ帯域）に対して相対的に低下させている。この特定の周波数帯域（１０ｋＨｚ帯域、１５ｋＨｚ帯域、２０ｋＨｚ帯域）は、可変動弁機構２４，２６のバルブタイミング調節に起因して生じる吸気バルブ２０の着座ノイズの周波数帯域である。

したがって、高ノイズ状態が、吸気バルブ２０の着座ノイズに起因するものであれば、着座ノイズの影響のないあるいは影響の少ない７ｋＨｚ帯域の重み付けが高まることにより、高精度なノック判定を継続させることができる。このようにして駆動タイミングがクランク角に対して可変である駆動系によるノイズの発生状態において、高精度なノック判定の機会を増加できる。

そして７ｋＨｚモード（図５）実行中において高ノイズ状態にあると判定されなくなれば（Ｓ１３４でＮＯ）、通常時モード（Ｓ１１８）に戻る。このことにより元の重み付けにて、かつノック判定対象の制限をしないノック判定処理（図４）に戻すことができ、高精度なノック判定を継続させることができる。

高ノイズ状態が、可変動弁機構２４，２６の調節駆動に起因した吸気バルブ２０の着座ノイズによるものでない場合、すなわちピストン系などのノイズによる場合には、７ｋＨｚ帯域の重み付けを高めても、高ノイズ状態が解消されない。このような場合は、７ｋＨｚモード実行中において点火時期の誤進角あるいは誤遅角が生じ、｜Ｍａｋｇ−ａｋｇ｜≧Ｓａｋｇとなる（Ｓ１３０でＮＯ）。

したがって、この状態（Ｓ１３０でＮＯ）で初めて、吸気バルブ２０の閉弁タイミングをずらす処理（Ｓ１８５）を伴う重畳回避モード（図６）に移行すれば良いことになる。
このようにして、本実施の形態の内燃機関ノック判定装置は、駆動タイミングがクランク角に対して可変とされている吸気バルブ２０の着座ノイズ発生状態において、重畳回避モードに移行しなくても、その前に７ｋＨｚモードを実行することで高精度なノック判定の機会を増加できる。

このことによりノイズの程度によりエンジン運転状態（ここでは吸気バルブ２０の着座タイミング）を変更する場合にも、できるだけエンジン４の効率的な運転状態を変更することなく、高精度なノック判定を継続できる。したがってエンジン４の燃費向上に貢献できる。

（２）前述した重み付け変更（Ｓ１６６）を実行している場合には、振動強度波形に影響することから、振動強度波形を用いずにノック判定対象は振動強度のみに制限している（Ｓ１６８，Ｓ１７０）。このことにより高精度なノック判定ができる。

（３）ノイズは点火時期調節の誤差に影響することから、この誤差（誤進角・誤遅角）が大きくなると、高ノイズとなっていることが判明する。したがって点火時期調節の誤差の程度に応じて７ｋＨｚモード実行中において解消できない高ノイズ状態の有無を判定できる。

ここで前記誤差は点火時期フィードバック制御における学習値の変化に現れる。したがって７ｋＨｚモード（図５）の開始時に点火時期学習値ａｋｇを学習値保持値Ｍａｋｇに記憶し（Ｓ１６２）、この学習値保持値Ｍａｋｇからの点火時期学習値ａｋｇの変化量｜Ｍａｋｇ−ａｋｇ｜が基準範囲Ｓａｋｇ以上となった場合（Ｓ１３０でＮＯ）に高ノイズ状態にあると容易に判定できる。

（４）７ｋＨｚモード（図５）でノック判定対象が振動強度のみに制限された状態から、重畳回避モード（図６）では、振動強度と振動強度波形とに基づいてノック判定する状態（Ｓ１８６〜Ｓ１９０）に戻している。更にゲートや重み付けも元に戻し（Ｓ１８２，Ｓ１８４）、ノイズ判定はエンジン運転状態による着座ノイズのみの判定としている（Ｓ１３６）。このことにより高精度なノック判定を継続することができる。

（５）重畳回避モード（図６）では、高ノイズ状態でなくなる状態、ここでは着座ノイズが大きくならない範囲となると（Ｓ１３６でＮＯ）、直ちに通常時モード実行処理（図４）の処理に戻している。このことにより、元の通常時のノック判定処理に戻すことができ、高精度なノック判定を継続することができる。

しかも、その後、短時間内にＮＳｒ≧ＮＳＸ（Ｓ１１６でＮＯ）となった場合には（Ｓ１２４でＮＯ）、７ｋＨｚモード実行処理（図５）を実行せずに、直ちに重畳回避モード（図６）に移行している（Ｓ１３８）。このことによりノック判定閾値Ｊｎ，Ｊ７，Ｊａを求めるベースとなる演算上の各種変数の荒れを防止して、安定した高精度なノック判定を継続することができる。

（６）前述したごとくの内燃機関ノック判定装置を採用している本実施の形態の内燃機関ノック制御装置は、吸気バルブ２０の閉弁タイミングをクランク角に対して可変とする可変動弁機構２４，２６がエンジン４に備えられていても、高精度なノック判定の機会を増加できる。このことにより適切な点火時期を設定して良好なノック制御が可能となる。

［実施の形態２］
本実施の形態では、重畳回避モードが実行されない点が前記実施の形態１と異なる。すなわち前述したノック制御処理における前記図３の処理の代わりに図１３に示す処理が実行され、７ｋＨｚモード実行処理（図５）の代わりに図１４が実行され、重畳回避モード実行処理（図６）は実行されない。

したがって前記図１，２，４，７〜１０を参照して図１３，１４について説明する。
図２のステップＳ１１０にてＹＥＳと判定されると、図１３に示す処理となり、通常時モード実行中か否かが判定される（Ｓ２１２）。現在、通常時モードであるとすると（Ｓ２１２でＹＥＳ）、次に前記式１のごとくノイズ割合ＮＳｒが算出される（Ｓ２１４）。

次にこのノイズ割合ＮＳｒが高ノイズ領域に含まれる値ではないか否か、すなわち基準値ＮＳＸより低いか否かが判定される（Ｓ２１６）。
ＮＳｒ＜ＮＳＸであれば（Ｓ２１６でＹＥＳ）、図４にて説明した通常時モード実行処理が継続して行われる（Ｓ２１８）。

この通常時モード実行処理（図４）を出ると、ノッキング無し判定か否かが判定される（Ｓ２２０）。ステップＳ１５０（図４）にてノッキング無し判定がなされているならば（Ｓ２２０でＹＥＳ）、このまま本処理を出る。この場合には時間周期にて一定量の進角が繰り返しなされているので点火時期進角については実行される。

ステップＳ１５０にてノッキング有り判定がなされているならば（Ｓ２２０でＮＯ）、点火時期に対して遅角処理が実行される（Ｓ２２２）。このことによりノッキングが抑制される。

一方、ノック信号におけるノイズ状態が高ノイズ領域に存在すれば（ＮＳｒ≧ＮＳＸ：Ｓ２１６でＮＯ）、図１４に示す７ｋＨｚモードが実行されることになる（Ｓ２２６）。
７ｋＨｚモード実行処理（図１４）について説明する。まず今回の処理が７ｋＨｚモード開始直後であるか否かが判定される（Ｓ２６０）。今回、開始直後であるとすると（Ｓ２６０でＹＥＳ）、振動強度を検出するために用いられるゲートとして、図７にて示したごとく通常時モード用ゲートより短縮された７ｋＨｚモード用ゲートが設定される（Ｓ２６４）。次に図７，８に示したごとく振動強度の積算に用いられる重み付けとして７ｋＨｚモード用重み付けが設定される（Ｓ２６６）。このステップＳ２６４，Ｓ２６６は、前記図５のステップＳ１６４，Ｓ１６６の処理と同じである。

こうして７ｋＨｚモード実行処理（図１４）を出て、次にステップＳ２２０となるが、ここでは未だ７ｋＨｚモード用ゲート及び重み付けにて前記ステップＳ１０４〜Ｓ１０８（図２）の処理は実行されていないので、ステップＳ２２０ではノッキング無しとして（Ｓ２２０でＹＥＳ）、ノック制御処理（図２，１３，４，１４）を出る。

これ以後のノック制御処理（図２，１３，４，１４）の制御周期にて、ステップＳ１００，Ｓ１０２にてＹＥＳと判定されて実行されるステップＳ１０４〜Ｓ１０８では、７ｋＨｚモード用ゲート及び重み付けにて処理が行われることになる。

そしてステップＳ１１０にてＹＥＳと判定されると、次にステップＳ２１２にて通常時モード実行中か否かが判定されるが、ここでは７ｋＨｚモード実行中であるので（Ｓ２１２でＮＯ）、前記式１にてノイズ割合ＮＳｒが算出される（Ｓ２３２）。そしてノイズ割合ＮＳｒが前記実施の形態１にて説明した基準値ＮＳ７より大きいか否かが判定される（Ｓ２３４）。

ここでＮＳｒ＞ＮＳ７であれば（Ｓ２３４でＹＥＳ）、ステップＳ２２６（図１４：７ｋＨｚモード実行処理）が実行される。このタイミングでは、７ｋＨｚモード開始直後ではないので（Ｓ２６０でＮＯ）、次に７ｋＨｚモード用ノック強度Ｎ７を前記実施の形態１にて説明したごとく算出する（Ｓ２６８）。

次に上述のごとく算出した７ｋＨｚモード用ノック強度Ｎ７に基づいて７ｋＨｚモードノック判定を実行する（Ｓ２７０）。この７ｋＨｚモードノック判定は前記実施の形態１にて説明したごとくである。すなわち相関係数に基づく形状判定は行わず、ノック強度判定のみを実行する。

次に７ｋＨｚモード実行処理（図１４）を出て、ノッキング無し判定か否かが判定される（Ｓ２２０）。ステップＳ２７０にてノッキング無し判定がなされているならば（Ｓ２２０でＹＥＳ）、このまま本処理を出る。このようにノッキング無し判定の場合には時間周期にて一定量の進角が繰り返しなされているので、点火時期進角については実行される。

ステップＳ２７０にてノッキング有り判定がなされているならば（Ｓ２２０でＮＯ）、エンジン４の点火時期に対して遅角処理が実行される（Ｓ２２２）。すなわち予め定めた遅角量、あるいは７ｋＨｚモード用ノック強度Ｎ７に応じた遅角量が点火時期に付加される。このことにより点火時期が遅角されてノッキングが抑制される。

上述したごとく、Ｎｓｒ≧ＮＳＸ（Ｓ２１６でＮＯ）となって７ｋＨｚモードとなると、７ｋＨｚモードでのノッキング発生状態に応じた点火時期の遅角処理と時間周期の進角処理とにより、エンジン４では、適切なノッキング発生状態、すなわち最適点火時期となるようにノック制御がなされることになる。

このような７ｋＨｚモード実行処理（図１４）がなされている状態で、ノイズ割合ＮＳｒが低下してＮＳｒ≦ＮＳ７となると（Ｓ２３４でＮＯ）、通常時モード実行処理（Ｓ２１８：図４）に処理が戻される。したがって前述したごとく、通常時モード実行処理（図４）の最初は通常時モード開始直後であるので（Ｓ１４０でＹＥＳ）、通常時モード用ゲート設定（Ｓ１４２）と通常時モード用重み付け設定（Ｓ１４４）とが実行される。このことにより、図７に示したごとくゲートが通常状態に拡大され（Ｓ１４２）、図８に示したごとく７ｋＨｚ帯域を他の帯域よりも相対的に大きくした状態から元の重み付け状態に戻される（Ｓ１４４）。

したがって以後の制御周期で、前述したごとくの通常時モードでのノック制御処理が実行される状態に戻ることになる。
上述した構成において、請求項との関係は、ＥＣＵ２が複数帯域振動強度検出手段、判定対象値算出手段、高ノイズ状態判定手段、高ノイズ時処理手段に相当する。

ＥＣＵ２が実行するステップＳ１０４，Ｓ１０６が複数帯域振動強度検出手段としての処理に、ステップＳ１４６，Ｓ１４８，Ｓ２６８が判定対象値算出手段としての処理に、ステップＳ１０８，Ｓ２１４，Ｓ２１６，Ｓ２３２，Ｓ２３４が高ノイズ状態判定手段としての処理に、ステップＳ２６６が高ノイズ時処理手段としての処理に相当する。可変動弁機構（バルブタイミング可変機構２４，作用角可変機構２６）及びこれにより駆動される吸気バルブ２０が駆動系に相当する。

以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（１）ノック制御処理（図２，１３，４，１４）にて、図４に示した通常時モード中においてステップＳ２１６にて高ノイズ状態と判定されると、図１４に示した７ｋＨｚモードとなる（Ｓ２２６）。この７ｋＨｚモードでは通常時モードに比較して吸気バルブ２０の着座ノイズの周波数帯域（１０ｋＨｚ帯域、１５ｋＨｚ帯域、２０ｋＨｚ帯域）に対する重み付けを、他の周波数帯域（７ｋＨｚ帯域）に対して相対的に低下させている。

このことにより、高ノイズ状態が吸気バルブ２０の着座ノイズに起因するものであれば、着座ノイズの影響のないあるいは影響の少ない７ｋＨｚ帯域の重み付けが高まることにより、高精度なノック判定を継続させることができる。

そして高ノイズ状態にあると判定されなくなれば（Ｓ２３４でＮＯ）、重み付けを戻し、ノック判定対象の制限を停止して、通常時モード（Ｓ２１８）としている。このことにより元のノック判定処理（図４）に戻すことができる。

したがって本実施の形態の内燃機関ノック判定装置は、可変動弁機構２４，２６の駆動により吸気バルブ２０の着座ノイズの発生状態が大きくなった場合も、７ｋＨｚモードの実行により、高精度なノック判定の機会を増加できる。

（２）高ノイズ状態で前述した重み付け変更を実行している場合（Ｓ２６６）には、振動強度波形に影響することから、振動強度波形を用いずにノック判定対象は振動強度のみに制限している（Ｓ２６８，Ｓ２７０）。このことにより高精度なノック判定ができる。

（３）７ｋＨｚモードの実行中に、高ノイズ状態でなくなれば（Ｓ２３４でＮＯ）、直ちに通常時モード実行処理（図４）の処理に戻している。このことにより、元の通常時のノック判定処理に戻すことができ、高精度なノック判定を継続することができる。

［実施の形態３］
図１５に示すごとく、本実施の形態のエンジン１０４は、吸気ポート１０８に設けられた燃料噴射弁１１０以外に、シリンダーヘッド１０４ａに筒内噴射型の燃料噴射弁１１１を設けたデュアル・インジェクション・システムが採用されている。

本実施の形態では、図１に示したごとくの可変動弁機構は存在せず、吸気カムシャフト１２２による吸気バルブ１２０の駆動は排気カムシャフト１３４による排気バルブ１３２と同様にバルブタイミングはクランク角に対して可変ではなく固定されており、クランクシャフト１１６とは一体的に回転している。燃焼室１０６内への吸入空気量はスロットルバルブ１３０の開度により調節されている。このように本実施の形態では可変動弁機構は存在しないが、図１のごとく設けられたエンジンでも良い。

そしてＥＣＵ１０２は、カムポジションセンサ１４６からカム角、アクセルペダル１２８に設けられたアクセル操作量センサ１４４からアクセル操作量ＡＣＣＰ、吸入空気量センサ１４２から吸入空気量ＧＡ、機関回転数センサ１３６から機関回転数ＮＥを検出する。更に冷却水温センサ１３８から冷却水温度ＴＨＷ、スロットル開度センサ１４０からスロットルバルブ開度ＴＡを検出する。この他、排気系に設けられた空燃比センサなどからのデータを検出している。

このことによりモータ１３０ａを介してスロットルバルブ開度ＴＡを調節したり、燃料噴射駆動対象として、２つの燃料噴射弁１１０，１１１から一方を選択したり、その燃料噴射量や噴射タイミングを調節したりしている。更に、ノックセンサ１４８からノック信号を検出することによりノック制御処理を実行している。

ＥＣＵ１０２が実行するノック制御処理については、基本的には図２〜６の処理が実行される。ただし、図３のステップＳ１３６はエンジン運転状態が筒内噴射型の燃料噴射弁１１１の駆動による燃料噴射状態か否かを判定する処理であり、図６のステップＳ１８５は、燃料噴射制御系（ＥＣＵ１０２による燃料噴射制御プログラム）に回避命令出力する処理である点が前記実施の形態１とは異なる。

筒内噴射型の燃料噴射弁１１１はシリンダーヘッド１０４ａに取り付けられていることにより、この駆動時の振動をノイズとしてノックセンサ１４８が検出し易い。このため重畳回避モード（図６）時に燃料噴射制御系に回避命令の出力がなされる（Ｓ１８５）。

この回避命令出力により、燃料噴射制御系では、すなわちＥＣＵ１０２内にて実行されている燃料噴射制御においては、既に燃料噴射のための駆動対象に筒内噴射型の燃料噴射弁１１１が選択されている場合には、駆動対象がポート噴射型の燃料噴射弁１１０に強制的に切り換えられる。このようにして筒内噴射型の燃料噴射弁１１１に起因するノイズの低減が行われることになる。

上述した構成において、請求項との関係は、前記実施の形態１に示したごとくであるが、駆動系については、ポート噴射型の燃料噴射弁１１０と筒内噴射型の燃料噴射弁１１１との組み合わせと、これらから選択して燃料噴射駆動対象とするＥＣＵ１０２による燃料噴射制御処理が相当する。

以上説明した本実施の形態３によれば、前記実施の形態１とは駆動系が異なるが、同様な効果を生じさせることができる。
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１，２のステップＳ１１６，Ｓ１３４，Ｓ２１６，Ｓ２３４では、ノイズ割合ＮＳｒの大きさにより、高ノイズ状態か、そうでない状態かを判定していた。これ以外に、ステップＳ１３６と同様にエンジン運転状態が着座ノイズ大の範囲か、そうでない範囲かを判定して、高ノイズ状態判定手段としても良い。これ以外に、直接、着座タイミングがノック出現位置に重複した状態か否かを判定することで、高ノイズ状態判定手段としても良い。

尚、ノイズ割合ＮＳｒの大きさ、エンジン運転状態が着座ノイズ大の範囲、着座タイミングがノック出現位置に重複した状態の全てを判定して、いずれかが該当する場合に、高ノイズ状態と判定しても良い。

・前記実施の形態１，２において、排気バルブのバルブタイミングはクランク角に対して固定されているが、排気カムシャフトについてもバルブタイミング可変機構を設けて排気バルブのバルブタイミングを調節するようにしたものでも良い。この場合には、吸気バルブと共に排気バルブについても着座ノイズが問題となるので、排気バルブのバルブタイミングについても吸気バルブと同様にノイズを考慮したノック制御処理（図２〜６、図２，１３，４，１４）を行う。

・前記実施の形態１，２において、可変動弁機構は連続的な可変でなくステップ的な可変でも良い。例えば二段階や、その他の数段階の可変でも良い。このような段階的な可変において特定の段階のバルブタイミングで着座ノイズが生じる場合に、前述したノック制御処理（図２〜６、図２，１３，４，１４）を行うことで、同様な効果を生じさせることができる。

・前記実施の形態１，２において、燃料噴射弁は筒内噴射型としても良い。
・燃料系が高圧燃料系であり、高圧燃料を供給あるいは環流させるための弁体の駆動タイミングが、クランク角に対して可変であるリリーフ弁などの駆動系を、内燃機関が設けている場合にも、前記実施の形態１，２を同様に適用することができる。

２…ＥＣＵ、４…エンジン、４ａ…シリンダーブロック、４ｂ…シリンダーヘッド、６…燃焼室、８…吸気通路、８ａ…サージタンク、８ｂ…分岐管、８ｃ…吸気ポート、１０…燃料噴射弁、１２…点火プラグ、１４…ピストン、１６…クランクシャフト、１８…排気通路、１８ａ…排気ポート、２０…吸気バルブ、２２…吸気カムシャフト、２２ａ…吸気カム、２４…バルブタイミング可変機構（可変動弁機構）、２６…作用角可変機構（可変動弁機構）、２８…アクセルペダル、３０…スロットルバルブ、３０ａ…モータ、３２…排気バルブ、３４…排気カムシャフト、３６…機関回転数センサ、３８…冷却水温センサ、４０…スロットル開度センサ、４２…吸入空気量センサ、４４…アクセル操作量センサ、４６…カムポジションセンサ、４８…ノックセンサ、１０２…ＥＣＵ、１０４…エンジン、１０４ａ…シリンダーヘッド、１０６…燃焼室、１０８…吸気ポート、１１０…ポート噴射型燃料噴射弁、１１１…筒内噴射型燃料噴射弁、１１６…クランクシャフト、１２０…吸気バルブ、１２２…吸気カムシャフト、１２８…アクセルペダル、１３０…スロットルバルブ、１３０ａ…モータ、１３２…排気バルブ、１３４…排気カムシャフト、１３６…機関回転数センサ、１３８…冷却水温センサ、１４０…スロットル開度センサ、１４２…吸入空気量センサ、１４４…アクセル操作量センサ、１４６…カムポジションセンサ、１４８…ノックセンサ。

Claims (22)

1. 駆動タイミングがクランク角に対して可変である駆動系を備えた内燃機関に設けたノックセンサにより検出される振動強度とこの振動強度の推移を示す振動強度波形とに基づいてノック判定するノック判定装置であって、
   複数の周波数帯域の各々に対して前記ノックセンサにより検出される振動強度を求める複数帯域振動強度検出手段と、
   前記複数帯域振動強度検出手段にて求められた振動強度を、全周波数帯域について合算して、ノック判定の対象とするための前記振動強度と前記振動強度波形とを求める判定対象値算出手段と、
   前記ノックセンサの検出に影響するノイズが高ノイズ状態にあるか否かを判定する高ノイズ状態判定手段と、
   前記高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定された場合に、高ノイズ状態にあるとは判定されていない場合に比較して、前記判定対象値算出手段による振動強度の合算に際して、前記駆動系によるノイズの周波数帯域に対する重み付けを、７ｋＨｚを含む７ｋＨｚ近傍の領域に設定された７ｋＨｚ帯域に対して相対的に低下させる高ノイズ時処理手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
2. 駆動タイミングがクランク角に対して可変である駆動系を備えた内燃機関に設けたノックセンサにより検出される振動強度とこの振動強度の推移を示す振動強度波形とに基づいてノック判定するノック判定装置であって、
   複数の周波数帯域の各々に対して前記ノックセンサにより検出される振動強度を求める複数帯域振動強度検出手段と、
   前記複数帯域振動強度検出手段にて求められた振動強度を、全周波数帯域について合算して、ノック判定の対象とするための前記振動強度と前記振動強度波形とを求める判定対象値算出手段と、
   前記ノックセンサの検出に影響するノイズが高ノイズ状態にあるか否かを判定する高ノイズ状態判定手段と、
   前記高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定された場合に、高ノイズ状態にあるとは判定されていない場合に比較して、前記判定対象値算出手段による振動強度の合算に際して、前記駆動系によるノイズの周波数帯域に対する重み付けを他の周波数帯域に対して相対的に低下させる高ノイズ時処理手段と、
   を備え、
   前記判定対象値算出手段は、前記高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定されている場合には、求めるノック判定対象は振動強度のみに制限することを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記駆動系は、内燃機関のシリンダーヘッドに設けられた駆動系であることを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記駆動系は、閉弁タイミングが変更可能な可変動弁機構であることを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記可変動弁機構は吸気弁の可変動弁機構であることを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
6. 請求項４に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記可変動弁機構は排気弁の可変動弁機構であることを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
7. 請求項３に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記駆動系は、高圧燃料系であることを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
8. 請求項３に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記駆動系は、燃料噴射弁であることを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
9. 請求項８に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記燃料噴射弁は筒内噴射型であることを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
10. 請求項８に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記燃料噴射弁は筒内噴射型であると共に、内燃機関は、別途、吸気ポートにポート噴射型の燃料噴射弁を備えて、これら２つの燃料噴射弁の駆動を内燃機関運転状態に応じて選択しているものであることを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定されなくなると、前記高ノイズ時処理手段は重み付け処理を停止し、前記判定対象値算出手段はノック判定対象の制限を停止することを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関ノック判定装置において、
    前記高ノイズ時処理手段の処理実行中に高ノイズ状態の有無を判定する重み付け処理時高ノイズ状態判定手段と、
    前記重み付け処理時高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定されると、前記高ノイズ時処理手段による重み付け処理を停止させると共に、前記駆動系における駆動状態を変更することにより前記ノックセンサの検出に影響するノイズを低減させる駆動系ノイズ低減手段と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
13. 請求項１２に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記重み付け処理時高ノイズ状態判定手段は、ノック制御処理により実行される点火時期フィードバック制御における点火時期調節の誤差の程度に応じて、前記高ノイズ時処理手段の処理実行中における高ノイズ状態の有無を判定することを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
14. 請求項１３に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記重み付け処理時高ノイズ状態判定手段は、ノック制御処理により実行される点火時期フィードバック制御における学習値の変化に基づいて前記点火時期調節の誤差の程度を検出することを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
15. 請求項１４に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記重み付け処理時高ノイズ状態判定手段は、前記高ノイズ時処理手段の処理実行開始時からの前記学習値の変化量が基準量以上となった場合に高ノイズ状態にあると判定することを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
16. 請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の内燃機関ノック判定装置において、前記駆動系ノイズ低減手段の処理が実行された場合には、前記判定対象値算出手段はノック判定対象に対する制限を停止すると共に、前記重み付け処理時高ノイズ状態判定手段は停止して、前記高ノイズ状態判定手段のみにて高ノイズ状態か否かを判定することを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
17. 請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の内燃機関ノック判定装置において、
    前記駆動系ノイズ低減手段の処理が実行された場合には、前記高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態ではないと判定されると、通常時のノック判定処理に戻すノック判定復帰手段を備えたことを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
18. 請求項１７に記載の内燃機関ノック判定装置において、
    前記ノック判定復帰手段にて通常時のノック判定処理に戻されてから、基準時間内に前記高ノイズ状態判定手段にて高ノイズ状態にあると判定された場合には、前記高ノイズ時処理手段を実行せずに、前記駆動系ノイズ低減手段を実行することを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
19. 請求項１〜１８のいずれか一項に記載の内燃機関ノック判定装置において、
    前記高ノイズ状態判定手段は、前記ノックセンサの検出値に基づいて前記ノックセンサの検出に影響するノイズが高ノイズ状態にあるか否かを判定することを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
20. 請求項１〜１８のいずれか一項に記載の内燃機関ノック判定装置において、
    前記高ノイズ状態判定手段は、前記ノックセンサの検出値を用いずに、前記駆動系の駆動タイミングが高ノイズ状態となるか否かを判定して、前記駆動系の駆動タイミングが高ノイズ状態となる場合に高ノイズ状態にあると判定し、前記駆動系の駆動タイミングが高ノイズ状態にならない場合に高ノイズ状態にはないと判定することを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
21. 請求項２０に記載の内燃機関ノック判定装置において、
    前記高ノイズ状態判定手段は、内燃機関の運転状態に基づいて前記駆動系の駆動タイミングが高ノイズ状態となるか否かを判定することを特徴とする内燃機関ノック判定装置。
22. 駆動タイミングがクランク角に対して可変である駆動系を備えた内燃機関に設けたノックセンサにより検出される振動に対する振動強度判定と振動強度波形判定とに基づいてノック判定し、このノック判定の結果に基づいて点火時期を調節するノック制御装置であって、
    前記ノック判定は、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の内燃機関ノック判定装置により行うことを特徴とする内燃機関ノック制御装置。

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