JP6815959B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、内燃機関におけるノック（ノッキング）の発生を検出する技術に関する。

特許文献１には、所定のノック判定期間における振動強度を算出すると共に、燃料噴射弁の動作によるノイズを含む期間（噴射弁ノイズ期間）における振動強度を算出し、ノック判定期間における振動強度と噴射弁ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいてノック判定値を算出してノック判定を行う、ノック判定装置が開示されている。

特開２０１３−０１５１０５号公報

ところで、燃料噴射弁が筒内に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式内燃機関では、吸気行程で燃料噴射を行わせる第１の噴射モード（吸気行程噴射モード）と、吸気行程及び圧縮行程の双方で燃料噴射を行わせる第２の噴射モード（複数回噴射モード）とに切替えられる場合がある。
そして、第２の噴射モードにおける圧縮行程での噴射タイミングが機関運転条件に応じて可変に設定されると、ノック検出ウィンドウでのノックセンサの出力信号に他気筒の燃料噴射弁の動作振動が混入する場合と、混入しない場合とが生じる。

このため、動作振動の混入によるノック検出精度の低下を抑止するために、例えば噴射モードに応じてノック検出におけるノック判定閾値を切替えたりバックグラウンドレベルを補正したりしても、動作振動の影響によるノック検出精度の低下を安定して抑止することができない、という問題があった。

本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、筒内直接噴射式内燃機関において、ノック検出ウィンドウと燃料噴射弁の動作タイミングとの相関が変化してもノック検出精度が低下することを抑制できる、内燃機関の制御装置を提供することにある。

本発明によれば、その１つの態様において、ノックの発生を検出する信号レベルを、ノック検出ウィンドウでのノックセンサの出力信号に他気筒の燃料噴射弁の動作振動が混入したときは前記動作振動が混入していないときよりも高く設定するよう構成され、前記動作振動の混入判定において、前記ノック検出ウィンドウを所定角度だけ進角側にオフセットさせた区間内に他気筒の燃料噴射弁の動作タイミングが含まれるときに、前記動作振動の混入を判定し、前記所定角度を内燃機関の回転速度が高いほどより大きな角度に設定する。
また、本発明によれば、その１つの態様において、ノックの発生を検出する信号レベルを、ノック検出ウィンドウでのノックセンサの出力信号に他気筒の燃料噴射弁の動作振動が混入したときは前記動作振動が混入していないときよりも高く設定するよう構成され、前記動作振動の混入判定において、前記ノック検出ウィンドウでの前記ノックセンサの出力信号に含まれる、前記燃料噴射弁の動作振動に固有の周波数成分の振動強度を求め、前記振動強度が設定値よりも高いときに前記動作振動の混入を判定する。

上記発明によると、ノック検出ウィンドウと燃料噴射弁の動作タイミングとの相関が変化してもノック検出精度が低下することを抑制できる。

筒内直接噴射式の内燃機関のシステム構成図である。 制御装置のノック制御機能を示すブロック図である。 水平対向機関における圧縮行程での噴射タイミングＩＴとノック検出ウィンドウＷｉｎｄとの相関を例示する図である。 直列機関における圧縮行程での噴射タイミングＩＴとノック検出ウィンドウＷｉｎｄとの相関を例示する図である。 水平対向機関における圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊの後半に設定された噴射タイミングＩＴとノック検出ウィンドウＷｉｎｄとの相関を例示する図である。 第１噴射モード（吸気噴射モード）から、噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重ならない第２噴射モード（複数回噴射モード）への切替えに伴うノック指標、ノック信号の変化を例示するタイムチャートである。 水平対向機関における圧縮行程の噴射タイミングＩＴが変化することで噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重ならない状態から重なる状態に切り替わる様子を例示する図である。 圧縮行程の噴射タイミングＩＴが変化することで噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重ならない状態から重なる状態へ切り替わるときのノック指標、ノック信号の変化を例示するタイムチャートである。 水平対向機関における圧縮行程での噴射回数が増加してノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なる噴射タイミングＩＴが増える状態を例示する図である。 圧縮行程での噴射回数が増加してノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なる噴射タイミングＩＴが増えるときのノック指標、ノック信号の変化を例示するタイムチャートである。 水平対向機関における圧縮行程での噴射回数が増加してノック検出ウィンドウＷｉｎｄの開タイミング直前に噴射タイミングＩＴが設定される状態を例示する図である。 噴射タイミングＩＴでの開閉ノイズが遅れて伝達されることでノック検出ウィンドウＷｉｎｄに開閉ノイズが混入する状態になったときのノック指標、ノック信号の変化を例示するタイムチャートである。 開閉ノイズがノックセンサに遅れて達する様子を説明するためのタイムチャートである。 開閉ノイズがノックセンサに遅れて達するときの遅れ時間のクランク角度換算値Ｔ−ＡＮＧを機関回転速度から求めるテーブルを示す図である。 バックグラウンドレベルＢＧＬをオフセットさせる機能を示す説明図である。 噴射タイミングＩＴとノック検出ウィンドウＷｉｎｄとの比較に基づき開閉ノイズの混入の有無を判断する制御フローを示すフローチャートである。 噴射タイミングＩＴとノック検出ウィンドウＷｉｎｄとの比較に基づき開閉ノイズの混入の有無を判断する制御フローを示すフローチャートである。 ノイズ発生タイミングパラメータFLAGの演算動作を説明するためのタイムチャートである。 ノイズ発生タイミングパラメータFLAGに基づき開閉ノイズの混入の有無を判断する制御フローを示すフローチャートである。 ノイズ発生タイミングパラメータFLAGに基づき開閉ノイズの混入の有無を判断する制御フローを示すフローチャートである。 燃料噴射弁単体での振動加速度を周波数毎に示す線図である。 燃料噴射弁を機関に装着した状態での振動加速度を周波数毎に示す線図である。 ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれた信号の周波数成分に基づき開閉ノイズの混入の有無を判断する制御フローを示すフローチャートである。 ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれた信号の周波数成分に基づき開閉ノイズの混入の有無を判断する制御フローを示すフローチャートである。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
「第１実施形態」
図１は、本発明に係る制御装置を適用する内燃機関の一態様を示す図である。
図１に示す内燃機関１は、車両用の火花点火ガソリン機関であり、複数の気筒を直列に並べた所謂直列型の多気筒内燃機関である。但し、本発明に係る制御装置を適用する内燃機関は直列型に限定されず、本発明に係る制御装置は水平対向やＶ型の多気筒内燃機関にも適用できる。

内燃機関１の機関本体１ａは、点火装置４、燃料噴射弁５などを備える。
燃料噴射弁５（燃料噴射装置）は、各気筒それぞれに設けられ、各気筒の燃焼室１０内に直接燃料を噴射する。つまり、図１の内燃機関１は、筒内直接噴射式の内燃機関である。
エアークリーナ７を通過した空気は、電制スロットル８のスロットルバルブ８ａで流量を調節された後に吸気バルブ１９を介して燃焼室１０に吸引され、燃料噴射弁５から燃焼室１０内に直接噴射される燃料と混合する。

電制スロットル８は、スロットルモータ８ｂでスロットルバルブ８ａを開閉する装置であり、スロットルバルブ８ａの開度ＴＰＳに対応する信号を出力するスロットル開度センサ８ｃを備える。
クランク角センサ６は、リングギア１４の突起を検出することで、クランクシャフト１７の所定回転角毎にクランク角ＣＡの信号を出力する。

ノックセンサ１５は、内燃機関１のノック振動を圧電素子などにより検出してノック振動ＫＮの信号を出力する。なお、内燃機関１が水平対向機関やＶ型機関である場合、ノックセンサ１５は各バンクにそれぞれ配置され、ノックの有無はバンク別に検出される。
流量検出装置９は、電制スロットル８の上流側に配置され、内燃機関１の吸入空気流量ＱＡＲに対応する信号を出力する。

また、排気管３ａに配置される排気浄化触媒装置１２は、内燃機関１の排気を浄化する。空燃比センサ１１は、排気浄化触媒装置１２の上流側の排気管３ａに配置され、排気空燃比ＲＡＢＦ（酸素濃度）に対応する信号を出力する。
また、排気温度センサ１６は、排気浄化触媒装置１２の上流側の排気管３ａに配置され、排気浄化触媒装置１２の入口での排気温度ＴＥＸ（℃）に対応する信号を出力する。

制御装置１３は、前述した各種センサから出力される、開度ＴＰＳ、吸入空気流量ＱＡＲ、クランク角ＣＡ、ノック振動ＫＮ、排気空燃比ＲＡＢＦ、排気温度ＴＥＸなどのセンサ信号を取り込む。
制御装置１３は、データ（各種センサの計測結果や各種装置に出力する操作量）の入出力を行うために、アナログ入力回路２０、Ａ／Ｄ変換回路２１、デジタル入力回路２２、出力回路２３及びＩ／Ｏ回路２４を備える。

また、制御装置１３は、データの演算処理を行うために、ＭＰＵ（Microprocessor Unit）２６、ＲＯＭ（Read Only Memory）２７、ＲＡＭ（Random Access Memory）２８を含むマイクロコンピュータを備える。
アナログ入力回路２０には、吸入空気流量ＱＡＲ、開度ＴＰＳ、排気空燃比ＲＡＢＦ、排気温度ＴＥＸ、ノック振動ＫＮなどのセンサ信号が入力される。

アナログ入力回路２０に入力された各種信号は、それぞれＡ／Ｄ変換回路２１に供給されてデジタル信号に変換され、バス２５上に出力される。
また、デジタル入力回路２２に入力されたクランク角ＣＡの信号は、Ｉ／Ｏ回路２４を介してバス２５上に出力される。

バス２５には、ＭＰＵ２６、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８、タイマ／カウンタ（ＴＭＲ／ＣＮＴ）２９等が接続されている。そして、ＭＰＵ２６、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８は、バス２５を介してデータの授受を行う。
ＭＰＵ２６には、クロックジェネレータ３０からクロック信号が供給され、ＭＰＵ２６は、クロック信号に同期して様々な演算や処理を実行する。

ＲＯＭ２７は、例えばデータの消去と書き換えが可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）で構成され、制御装置１３を動作させるためのプログラム、設定データ及び初期値などを記憶する。
ＲＯＭ２７が記憶する情報は、バス２５を介してＲＡＭ２８及びＭＰＵ２６に読み込まれる。

ＲＡＭ２８は、ＭＰＵ２６による演算結果や処理結果を一時的に記憶する作業領域として用いられる。
なお、タイマ／カウンタ２９は、時間の測定や様々な回数の測定などに用いられる。
ＭＰＵ２６による演算結果や処理結果は、バス２５上に出力された後、Ｉ／Ｏ回路２４を介して出力回路２３から点火装置４、燃料噴射弁５、電制スロットル８などに供給される。

制御装置１３は、取り込んだセンサ信号に基づき燃料噴射パルス幅ＴＩ（燃料噴射量）及び噴射タイミングＩＴを演算し、噴射タイミングＩＴにて燃料噴射パルス幅ＴＩ（ms）に応じた開弁指令信号を燃料噴射弁５に出力する機能（燃料噴射制御手段）を有する。
また、制御装置１３は、燃料噴射弁５による燃料噴射を、１回の燃焼サイクルで吸気行程から圧縮行程にかけて１回から複数回行わせる。

例えば、制御装置１３は、燃焼室１０内に均質混合気を生成する運転条件であるか成層混合気を生成する運転条件であるかに応じて、１回の燃焼サイクルでの噴射回数及び噴射タイミングＩＴを設定する。
制御装置１３は、燃焼室１０内に均質混合気を生成する運転条件（均質燃焼モード）であるときには、吸気行程で燃料噴射弁５による燃料噴射を１回だけ或いは２回に分けて行わせ、圧縮行程では燃料噴射弁５による燃料噴射を行わせない。

一方、制御装置１３は、燃焼室１０内に成層混合気を生成する運転条件（成層燃焼モード）であるときには、吸気行程で燃料噴射弁５による燃料噴射を１回乃至２回行わせ、更に、圧縮行程で燃料噴射弁５による燃料噴射を１回乃至２回行わせる。
なお、制御装置１３は、吸気行程での噴射タイミングＩＴ及び噴射回数、及び、圧縮行程での噴射タイミングＩＴ及び噴射回数を、機関温度や機関負荷などの内燃機関１の状態に応じて可変に設定する。

つまり、例えば成層燃焼モードにおける圧縮行程での噴射タイミングＩＴ及び噴射回数は固定されず、内燃機関１の運転状態に応じて噴射タイミングＩＴ及び噴射回数は可変に制御される。
また、制御装置１３は、点火装置４、電制スロットル８にも指令信号を出力し、点火装置４の点火時期、スロットルバルブ８ａの開度を制御して、内燃機関１の運転を制御する。

制御装置１３は、点火装置４の点火時期の制御において、ノックセンサ１５の出力に基づき内燃機関１におけるノック（ノッキング）の有無を検出し、内燃機関１のノックを検出したときに点火時期（点火進角値）を遅角し、内燃機関１のノックを検出しないときに点火時期を進角して、ノックが発生しない範囲で点火時期を可及的に進角させるノック制御を行う。

制御装置１３は、ノックセンサ１５が出力するノック振動ＫＮの信号に基づき更新したバックグランドレベルと、気筒別のノック検出ウィンドウでノックセンサ１５が出力したノック振動ＫＮの信号との差又は比をノック指標として求め、ノック指標とノック判定閾値とを比較し、ノック指標がノック判定閾値を上回るときに内燃機関１におけるノックの発生を検出する。
つまり、制御装置１３は、気筒別のノック検出ウィンドウでのノックセンサ１５の出力信号に基づきノックの有無を検出するノック検出部としての機能を有する。

ここで、制御装置１３におけるノック制御に関わる構成とその動作の概要を図２のブロック図にしたがって説明する。
制御装置１３は、ノック検出部３１、ノック制御部３２、及び点火時期制御部３３を有する。

ノック検出部３１は、ノック検出ウィンドウを設定するノック検出ウィンドウ設定部３１１、ノックセンサ１５の信号を処理するノック信号処理部３１２、ノックの発生の有無やノックの大きさを求めるノック指標演算部３１３などを有する。
また、点火時期制御部３３は、機関回転速度及び機関負荷（充填効率）の条件毎に基本点火時期（基本点火進角値）を記憶する点火時期マップ３３１と、基本点火時期をノックの有無などに応じて補正して最終的な点火時期を演算する点火時期演算部３３２とを有する。

点火時期制御部３３には機関回転速度及び機関負荷（充填効率）のデータが入力され、点火時期制御部３３は、入力した機関回転速度及び機関負荷のデータに基づき点火時期マップ３３１を参照して基本点火時期を設定する。
そして、点火時期演算部３３２は、最終的な点火時期に基づき点火装置（点火コイル）４に点火制御信号を出力して、点火装置４による点火動作を行わせる。

ノック検出部３１のノック検出ウィンドウ設定部３１１は、クランク角センサ６が出力するクランク角ＣＡの信号に基づき、気筒別にノック検出ウィンドウを検出する。
ノック検出ウィンドウは、例えば圧縮上死点（膨張行程開始）から圧縮上死点後の所定角度位置（例えばＡＴＤＣ９０deg）までのクランク角範囲に設定され、ノック検出部３１は、このノック検出ウィンドウ内で取り込まれたノックセンサ１５の信号に基づきノックの有無を検出するように構成される。

ノック検出ウィンドウ設定部３１１は、ノック検出ウィンドウの検出結果をノック信号処理部３１２に送る。
ノック信号処理部３１２は、ノック検出ウィンドウの区間に亘ってノックセンサ１５の信号の取り込みを行う。

そして、ノック信号処理部３１２は、ノック検出ウィンドウの区間内で取り込んだノックセンサ１５の信号をＡ／Ｄ変換し、ノック信号を算出する。
また、ノック信号処理部３１２は、ノック無し時には、ノック信号を加重平均処理などの平均化処理（ローパスフィルタリング処理）することで、バックグラウンドレベルＢＧＬを求める。

ノック指標演算部３１３は、ノック信号とバックグラウンドレベルＢＧＬとの比又は差をノック指標として求める。
そして、ノック検出部３１は、ノック指標演算部３１３が演算したノック指標とノック判定閾値とを比較し、ノック指標がノック判定閾値以上であるときに「ノック有り（ノック発生）」を判定し、ノック指標がノック判定閾値を下回るときに「ノック無し」を判定する。

ノックの有無の判定結果はノック制御部３２に送られ、ノック制御部３２は、ノックの有無に応じて点火時期の遅角補正量を設定し、設定した遅角補正量を点火時期演算部３３２に送ることで、ノックを抑制しつつ可及的に点火時期を進角させる。
点火時期演算部３３２は、ノック制御部３２から送られた遅角補正量に基づき基本点火時期を遅角方向に補正する。

つまり、制御装置１３は、ノック指標がノック判定閾値を超える（「ノック有り」を判定する）と点火時期を所定量（所定クランク角）だけ遅角させ、その後にノックが生じていないと徐々に点火時期を進角させ、再びノック指標がノック判定閾値を超えると点火時期を所定量だけ遅角させることを繰り返すことで、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。
尚、点火時期フィードバック制御は、全気筒一律の遅角補正量を設定する構成の他、気筒毎に遅角補正量（点火時期）を個別に設定する構成とすることができる。

以上のようなノック制御において、ノック検出ウィンドウに燃料噴射弁５の動作振動（開閉ノイズ）が取り込まれない状況から取り込まれる状況に変化すると、バックグラウンドレベルＢＧＬは燃料噴射弁５の動作振動が取り込まれない状況で算出されたノック信号の前回値であるため、動作振動が取り込まれることでノック信号が急増すると、ノック信号とバックグラウンドレベルＢＧＬとの差が急増し、ノック検出部３１は、「ノック有り」を誤判定する可能性がある。

以下では、燃料噴射弁５の噴射タイミング（開閉タイミング）ＩＴとノック検出ウィンドウＷｉｎｄとの相関を説明する。
図３は、内燃機関１が、第１気筒及び第３気筒が第１バンクを構成し第２気筒と第４気筒とが第２バンクを構成する水平対向の４気筒機関であって、燃焼サイクルが第１気筒→第３気筒→第２気筒→第４気筒の順で行われる内燃機関であるときの、各気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと各気筒での噴射タイミングＩＴとの相関を示す。

ここで、ノックが発生するのは気筒内の混合気が燃焼されている区間であり、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄは、燃焼が行われる膨張行程の前半のクランク角範囲（例えば、圧縮ＴＤＣ−ＡＴＤＣ９０deg）に設定されている。
一方、燃料噴射弁５の噴射タイミングＩＴの区間としては、吸気行程の中程付近から終了付近の間に設定される噴射タイミング区間Ｉｉｎｊ（吸気行程噴射タイミング区間）と、圧縮行程の前半から中程付近に設定される噴射タイミング区間Ｃｉｎｊ（圧縮行程噴射タイミング区間）とが設定される。

例えば、第１気筒の吸気行程で第２気筒は膨張行程となり、第１気筒の吸気行程での噴射タイミング区間Ｉｉｎｊと第２気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄとが一部で重なったとしても、第１気筒と第２気筒とは相互に異なるバンクの気筒であるため、第１気筒で吸気行程噴射が行われても、第１気筒の吸気行程での燃料噴射弁５の動作振動が、第２気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄで取り込まれるノック信号に与える影響は十分に小さい。
一方、噴射タイミング区間Ｃｉｎｊは圧縮行程の前半から中程付近に設定され、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄは膨張行程の前半のクランク角範囲に設定され、同じバンクの気筒である例えば第１気筒と第３気筒では、第１気筒が膨張行程であるときに第３気筒が圧縮行程となる。

このため、第３気筒の圧縮行程での噴射タイミング区間Ｃｉｎｊと第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄとが重なり、第３気筒の圧縮行程での燃料噴射弁５の動作振動が第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれて振動強度が大きくなり、ノックが誤検出される可能性が生じる。
つまり、内燃機関１が水平対向機関である場合、圧縮行程噴射での燃料噴射弁５の動作振動が同一バンクの他気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれて、ノックが誤検出される可能性がある。

図４は、内燃機関１が、燃焼サイクルが第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒の順で行われる直列４気筒機関であるときの各気筒のノック検出ウィンドウと各気筒での噴射タイミングＩＴとの相関を示す。
直列４気筒機関で、吸気行程の噴射タイミング区間Ｉｉｎｊだけで燃料が噴射されている場合、例えば第１気筒が吸気行程であるときに第４気筒は膨張行程でノック検出ウィンドウＷｉｎｄが開かれることになる。

ここで、第４気筒の膨張行程前半のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと第１気筒の吸気行程後半の噴射タイミング区間Ｉｉｎｊとが重ならないように設定されていれば、第１気筒の吸気行程での燃料噴射弁５の動作振動（開閉ノイズ）が第４気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれることが抑止される。
しかし、吸気行程の噴射タイミング区間Ｉｉｎｊから引き続いて圧縮行程前半の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊで燃料が噴射される場合、例えば、第１気筒の圧縮行程で第２気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄが開かれ、第２気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと第１気筒の圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊが重なることになる。
このため、第１気筒の圧縮行程での燃料噴射弁５の動作振動は第２気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれ、水平対向４気筒機関の場合と同様にノックを誤検出する可能性がある。

図５は、水平対向４気筒機関において、吸気行程のみで燃料噴射が行われるモード（第１の噴射モード、均質燃焼モード）から吸気行程及び圧縮行程で燃料噴射が行われるモード（第２の噴射モード、成層燃焼モード）に移行するときの、各気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと各気筒での噴射タイミングＩＴとの相関を示す。
なお、図５において吸気行程及び圧縮行程で燃料噴射が行われるモードは、吸気行程の噴射タイミング区間Ｉｉｎｊで１回の燃料噴射が実施され、引き続き圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊで１回の燃料噴射が実施され、計２回の燃料噴射が実施されるパターンであり、かつ、圧縮行程での噴射タイミング区間Ｃｉｎｊの後半に設定されたケースである。

係る条件においては、圧縮行程での噴射タイミングＩＴ（第４気筒の圧縮行程での噴射タイミングＩＴａ、および、第３気筒の圧縮行程での噴射タイミングＩＴｂ）が、第２気筒、および、第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重ならないタイミングである。このため、第４気筒及び第３気筒における圧縮行程での燃料噴射弁５の動作振動が、第２気筒及び第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれることはない。
つまり、図５の条件では、圧縮行程で燃料噴射が行われても、燃料噴射弁５の動作振動が他気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれて、ノックが誤検出されることが抑止される。

図６は、図５に示したケースにおける、ノック指標、ノック信号、噴射モード、噴射回数の変化を例示するタイムチャートである。
噴射モードが、圧縮行程で噴射するモードに移行しても、上述したように圧縮行程での噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重ならず、燃料噴射弁５の動作振動がノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれることがないため、ノック信号の変化は、噴射モードの切り替えによる燃焼ノイズの影響分だけの増加に留まる。このため、ノック信号の変化を示すノック指標はノック判定閾値を超えず、噴射モードの移行（圧縮行程での燃料噴射の開始）に伴いノック発生が誤判定されることはない。

図７は、水平対向４気筒機関で圧縮行程での噴射タイミングＩＴが内燃機関１の運転条件に応じて変化するときの、各気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと各気筒での噴射タイミングＩＴとの相関を示す。
図７の燃料噴射モードは、図５に示したケースと同様に、吸気行程の噴射タイミング区間Ｉｉｎｊで１回の燃料噴射が実施され、引き続き圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊで１回の燃料噴射が実施され、計２回の燃料噴射が実施されるパターンであって、圧縮行程での噴射タイミングＩＴが噴射タイミング区間Ｃｉｎｊの後半から中盤に向けて進角方向に変化するケースである。

ここで、第３気筒に注目して、圧縮行程での噴射タイミングＩＴとノック検出ウィンドウＷｉｎｄとの相関を説明すると、圧縮行程の噴射タイミングＩＴｂは第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重ならず、第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに第３気筒の燃料噴射弁５の動作振動（開閉ノイズ）が取り込まれることはない。
これに対し、第３気筒における次の圧縮行程噴射時の噴射タイミングＩＴｄは、第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに重なり、第３気筒の燃料噴射弁５の動作振動（開閉ノイズ）は、第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれる。

図８は、図７に示した噴射タイミングＩＴｂから噴射タイミングＩＴｄへの切り替わりによってノックが誤判定されることを説明するためのタイムチャートであり、噴射タイミングＩＴの切り替わり前後におけるノック指標、ノック信号の変化を示している。
前述のように、噴射タイミングＩＴｂから噴射タイミングＩＴｄへの切り替わりによって第３気筒の燃料噴射弁５の開閉ノイズが第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれるようになると、ノック信号のレベルが噴射タイミングＩＴの切り替わり前よりも高くなることでノック指標がノック判定閾値を超えて大きくなり、制御装置１３（ノック検出部３１）はノック発生を誤判定することになる。

このように、圧縮行程で燃料噴射が行われる場合、圧縮行程での噴射タイミングＩＴの違いによって燃料噴射弁５の動作振動が他気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれる（混入する）場合と取り込まれない（混入しない）場合とが生じる。
このため、吸気行程のみで燃料噴射が行われるモードから吸気行程及び圧縮行程で燃料噴射が行われるモードに移行したときにバックグラウンドレベルＢＧＬやノック判定閾値を補正する処理を実施しても、ノック判定精度を安定して維持することはできず、噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄに重なった否か（他気筒の燃料噴射弁５の開閉ノイズがノック検出ウィンドウＷｉｎｄに混入したか否か）を判断し、バックグラウンドレベルＢＧＬやノック判定閾値の補正の要否を判断する必要がある。

図９は、水平対向４気筒機関において、吸気行程及び圧縮行程で燃料噴射が行われるモードで圧縮行程での噴射回数が変化する場合における、各気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと各気筒での噴射タイミングＩＴとの相関を示す。
詳細には、図９は、圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊで１回の燃料噴射が実施されるパターンから、圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊで２回の燃料噴射が実施されるパターンに変化する場合を例示する。

図９を、第３気筒での噴射タイミングＩＴに注目して説明すると、圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊで１回の燃料噴射が実施されるときの噴射タイミングＩＴｂは、第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なっていて、第３気筒の燃料噴射弁５の開閉ノイズは第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれる。
この状態から、圧縮行程での噴射回数が１回から２回に増えたときに、２回目の噴射の噴射タイミングＩＴｄも第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なっていて、これにより、第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれる第３気筒の燃料噴射弁５の開閉ノイズの数は１個から２個に増加することになる。

図１０は、上記図９のケースでのノック判定状態を説明するための図である。つまり、図１０は、圧縮行程での噴射回数が１回から２回に切り替わる前後でのノック指標及びノック信号の変化を示している。
圧縮行程での噴射回数が１回から２回に切り替わることで、第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれる第３気筒の燃料噴射弁５の開閉ノイズの数が１個から２個に増え、これによってノック信号のレベルは圧縮行程での噴射回数が１回（開閉ノイズの混入数が１個）のときよりも高くなる。

このとき、ノック指標がノック判定閾値を超えて大きくなると、制御装置１３（ノック検出部３１）はノック発生を誤判定することになる。
一方、圧縮行程での噴射回数が１回から２回に切り替わっても、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれる開閉ノイズの数が変化しない場合は、噴射回数の変化に伴うノック信号のレベル変化は発生せず、制御装置１３（ノック検出部３１）がノック発生を誤判定することはない。
したがって、圧縮行程での噴射回数が変化するときも、圧縮行程での各噴射タイミングＩＴが他気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なっているか否かを判断し、バックグラウンドレベルＢＧＬやノック判定閾値の補正の要否を判断する必要がある。

図１１は、水平対向４気筒機関において、圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊで１回の燃料噴射が実施されるパターンから圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊで２回の燃料噴射が実施されるパターンに変化するときの各気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと各気筒での噴射タイミングＩＴとの相関を示す。
図１１では、圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊで２回の燃料噴射が実施されるときに、噴射タイミング区間Ｃｉｎｊの開始直後に（圧縮上死点付近で）１回噴射され、更に、噴射タイミング区間Ｃｉｎｊの中盤で１回噴射される設定になっている。

この図１１を、第３気筒での噴射タイミングＩＴに注目して説明すると、圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊで１回の燃料噴射が実施されるパターンでの噴射タイミングＩＴｂは、第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なり第３気筒の燃料噴射弁５の開閉ノイズが第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれていて、開閉ノイズの影響を含むバックグラウンドレベルＢＧＬが演算されている状態である。
この状態から、第３気筒において圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊで２回の燃料噴射が実施されるパターンに切り替わったときに、噴射タイミング区間Ｃｉｎｊの開始直後（圧縮上死点付近）の噴射タイミングＩＴは、第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄが開く前で、第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なっていない。

しかし、図１１のケースでは、後で詳細に説明するように、噴射タイミング区間Ｃｉｎｊの開始直後（圧縮上死点付近）の燃料噴射による開閉ノイズが遅れをもってノックセンサ１５に達することで、第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれる。
つまり、図１１のケースでも、圧縮行程での噴射回数が１回から２回に増えることで、第１気筒のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれる第３気筒の燃料噴射弁５の開閉ノイズの数が１個から２個に増え、これに伴ってノック指標がノック判定閾値を超えて大きくなることで、制御装置１３（ノック検出部３１）はノック発生を誤判定することになる（図１２参照）。

図１３は、開閉ノイズが遅れをもってノックセンサ１５に達するときの、燃料噴射弁５の駆動信号（噴射パルス信号）、ノックセンサ１５の信号、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄの相関を例示するタイムチャートである。
燃料噴射弁５の開閉動作（弁動作）が行われてから開閉ノイズがノックセンサ１５に達するまでには所定の遅れ時間ＤＴを要し、図１３の例では燃料噴射弁５の閉弁制御タイミングはノック検出ウィンドウＷｉｎｄが開く前であるが、燃料噴射弁５の閉弁制御タイミングから遅れ時間ＤＴ経過後がノック検出ウィンドウＷｉｎｄ内であるために、閉弁ノイズがノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれることになる。
したがって、噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄに重なり、燃料噴射弁５の開閉ノイズがノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれるか否かの判断においては、前述の遅れを考慮する必要がある。

制御装置１３（ノック検出部３１）は、例えば、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄを遅れ時間ＤＴだけ進角方向にオフセットし、オフセット後のノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の噴射タイミングＩＴ（開閉タイミング）が含まれるか否かを判断することができる。
この場合、制御装置１３（ノック検出部３１）は、燃料噴射弁５の開閉ノイズがノックセンサ１５に達するまでに遅れ時間ＤＴがあっても、燃料噴射弁５の開閉ノイズがノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれるか否かを精度よく判断できる。
なお、遅れ時間ＤＴは、内燃機関１の回転速度や負荷などの運転条件に大きく影響されることはなく、全運転領域でほぼ同一時間となる。

図１４は、内燃機関１の回転速度（回転数rpm）毎に、遅れ時間ＤＴに基づくノック検出ウィンドウＷｉｎｄのオフセットクランク角Ｔ−ＡＮＧを設定した変換テーブルを示す。
制御装置１３（ノック検出部３１）は、図１４の変換テーブルをメモリ上に有し、内燃機関１の回転速度の検出値に基づき図１４の変換テーブルを参照し、そのときの機関回転速度に対応するオフセットクランク角Ｔ−ＡＮＧを求め、求めたオフセットクランク角Ｔ−ＡＮＧに応じてノック検出ウィンドウＷｉｎｄ（ノック検出クランク角範囲）をオフセットし、オフセットさせたノック検出ウィンドウＷｉｎｄに噴射タイミングＩＴが重なるか否かを判断することで、燃料噴射弁５の開閉ノイズがノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれるか否かを判断することができる。

図１５は、ノック検出部３１が、燃料噴射弁５の開閉ノイズがノック検出ウィンドウＷｉｎｄに取り込まれるようになったときにバックグラウンドレベルＢＧＬをオフセットさせる処理の概要を示す。
燃料噴射モードが、吸気行程の噴射タイミング区間Ｉｉｎｊだけに１回乃至２回噴射する状態（第１の噴射モード）においては、膨張行程の前半に設定されたノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の閉弁ノイズが取り込まれない。そこで、ノック検出部３１は、通常のバックグラウンドレベルＢＧＬ及びノック判定閾値を用いてノックの検出を行う。

そして、吸気行程の噴射タイミング区間Ｉｉｎｊで１回乃至２回噴射する状態から、これに続く圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊにも１回乃至２回噴射する状態（第２の噴射モード）に切り換えられ、しかも、係る噴射モードの切り替えに伴ってノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入するようになった場合、ノック検出部３１が、ノック信号を通常通りにフィルタリングしてバックグラウンドレベルＢＧＬを演算すると、開閉ノイズの混入による振動強度のステップ的な増加に対してバックグラウンドレベルＢＧＬの追従が遅れ、ノックを誤判定する可能性がある。

そこで、ノック検出部３１は、第１噴射モードから第２噴射モードに切り替えられたときに、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入するようになったか否かを判断し、開閉ノイズが混入するようになった場合は、バックグラウンドレベルＢＧＬを開閉ノイズの混入状態に対応して予め適合された既定バックグラウンドレベルＢＧＬｆに切り替えたり、それまでのバックグラウンドレベルＢＧＬに所定のオフセット値ΔＢＧＬを加算した値をバックグラウンドレベルＢＧＬの最新値としたりする。
換言すれば、ノック検出部３１は、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄで他気筒の燃料噴射弁５が動作するときは、ノックの発生を検出する信号レベルを、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄで他気筒の燃料噴射弁５が動作しないときよりも高く設定する。

なお、既定バックグラウンドレベルＢＧＬｆは、例えば、内燃機関１の運転条件（例えば、機関負荷及び機関回転速度）に応じて設定され、同じ運転条件で開閉ノイズが混入しないときにノック信号のフィルタリング処理で演算されるバックグラウンドレベルＢＧＬよりも高い値に設定される。
つまり、ノック検出部３１は、噴射モードの切り替えに伴い、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入するようになったときは、開閉ノイズの混入による振動強度のステップ的な増加に対するバックグラウンドレベルＢＧＬの追従遅れを抑制するように、バックグラウンドレベルＢＧＬをステップ的に増大させる。

これにより、噴射モードの切り替えに伴って開閉ノイズが混入するようになったときに、ステップ的に増大変化するノック信号に追従するようにバックグラウンドレベルＢＧＬが増大変化し、ノック指標が過渡的に大きくなることが抑止されるので、ノック発生が誤判定されることが抑制される。
このように、制御装置１３（ノック検出部３１）は、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄでのノックセンサ１５の出力信号に他気筒の燃料噴射弁５の動作振動が混入したか否かを判定する混入判定部としての機能、及び、ノックの発生を検出する信号レベルを、動作振動の混入を判定したときには動作振動の混入を判定しないときよりも高く設定するノック検出レベル設定部としての機能を有する。

ここで、ノック検出部３１は、ノック指標と比較するノック判定閾値を開閉ノイズの混入の有無に応じて変更しないが、噴射モードの違いによる燃焼ノイズの変化による影響を回避するために、第１噴射モードでのノック判定閾値よりも第２噴射モードでのノック判定閾値をより大きな値に設定する。係る噴射モードの切り替えに伴うノック判定閾値の切り替え設定によっても、噴射モードが切り替えられるときにノックが誤判定されることを抑制できる。

但し、ノック検出部３１は、噴射モードの切り替えに伴って開閉ノイズが混入するようになったときに、ノック判定閾値を一時的に開閉ノイズの混入がないときに比べてより大きな値に設定することで、ノックが誤判定されることを抑止できる。
また、ノック検出部３１は、上記のノック判定閾値の変更を、バックグラウンドレベルＢＧＬの増大補正とともに実施することができ、更に、バックグラウンドレベルＢＧＬの増大補正を行わず、バックグラウンドレベルＢＧＬに追従遅れが生じる間でノック判定閾値を増大補正することができる。

次に、ノック検出部３１によって実施される、開閉ノイズ混入の有無の判定処理、及び、当該判定結果に基づくバックグラウンドレベルＢＧＬの設定処理を、図１６及び図１７のフローチャートに基づき説明する。
図１６及び図１７に示す制御フローは、所定時間（例えば１０ｍｓ）毎に起動されるものであり、制御装置１３に設けられたマイクロコンピュータのカウンタのコンペアマッチ割り込み等を利用して起動される。

ノック検出部３１は、ステップＳ１０１で、１燃焼サイクルにおける燃料噴射弁５の要求噴射回数を取り込む。
この要求噴射回数は、吸気行程の噴射タイミング区間Ｉｉｎｊの噴射回数と圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊの合計の噴射回数である。

以下では、便宜的に「要求噴射回数＝１回」（１回噴射モード）は、吸気行程の噴射タイミング区間Ｉｉｎｊだけに噴射する第１噴射モードを示し、「要求噴射回数＝複数回」（複数回噴射モード）は、吸気行程の噴射タイミング区間Ｉｉｎｊでの１回噴射と圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊでの１回噴射との計２回噴射する第２噴射モードを示すものとする。
尚、上述したように、吸気行程の噴射タイミング区間Ｉｉｎｊ及び圧縮行程の噴射タイミング区間Ｃｉｎｊのそれぞれで複数回の噴射を行なうこともある。

また、ノック検出部３１は、要求噴射回数を気筒毎の情報として取り込み、噴射モードの切り替わりを気筒毎に判定する。
ノック検出部３１は、ステップＳ１０１で要求噴射回数を取り込むと、ステップＳ１０２に進み、要求噴射回数が切り替わるとき（開閉ノイズ混入の有無が切り替わるとき）のバックグラウンドレベルＢＧＬのオフセット値ΔＢＧＬを算出する。

詳細には、ノック検出部３１は、要求噴射回数が「１回」よりも大きな回数、ここでは「２回」に切り替わったとき（第１噴射モードから第２噴射モードに切り替わったとき）と、要求噴射回数が「１回」よりも大きな回数、ここでは「２回」から「１回」に切り替わったとき（第２噴射モードから第１噴射モードに切り替わったとき）のそれぞれの切り替わりに合わせて、オフセット値ΔＢＧＬを算出する。
ここで、ノック検出部３１は、機関負荷及び機関回転速度に応じてオフセット値ΔＢＧＬが記憶されたマップとして、第１噴射モードから第２噴射モードへの切り替わりに適合するマップと、第２噴射モードから第１噴射モードへの切り替わりに適合するマップとを有し、それぞれのマップから、そのときの機関負荷及び機関回転速度に対応するオフセット値ΔＢＧＬを検索する。

オフセット値ΔＢＧＬは、低負荷低回転域に比べて高負荷高回転域でより大きな値に設定される。
なお、図１５についての説明で述べたように、ノック検出部３１は、バックグラウンドレベルＢＧＬに加算（減算）されるオフセット値ΔＢＧＬに代えて、開閉ノイズの混入有無に対応する既定バックグラウンドレベルＢＧＬｆをステップＳ１０２で算出することができる。

ノック検出部３１は、ステップＳ１０２でオフセット値ΔＢＧＬ（既定バックグラウンドレベルＢＧＬｆ）を算出すると、ステップＳ１０３に進んで、ノック判定閾値を算出する。
ノック検出部３１は、機関負荷及び機関回転速度に応じてノック判定閾値を記憶するマップとして、１回噴射モード（第１噴射モード）用のマップと複数回噴射モード（第２噴射モード）用のマップとを有し、これらのマップからそのときの機関負荷及び機関回転速度に対応するノック判定閾値を検索する。
ノック判定閾値は、低負荷低回転域に比べて高負荷高回転域でより高くなるように設定され、更に、１回噴射モードでの値に比べて複数回噴射モードの値が高くなるように設定される。

ノック検出部３１は、ステップＳ１０３でノック判定閾値を設定すると、ステップＳ１０４に進み、１回噴射モードから複数回噴射モードへの切り替わりタイミングであるか否かを判断する。
ノック検出部３１は、噴射モードの切り替わりタイミングを、要求噴射回数の変化を監視することで判断することができる。

例えば、要求噴射回数が「１回」から「２回」に変更されたときに、ノック検出部３１は、１回噴射モードから複数回噴射モードへの切り替わりタイミングであると判断することができる。
ノック検出部３１は、１回噴射モードから複数回噴射モードへの切り替わりタイミングであると判断するとステップＳ１０５に進み、１回噴射モードから複数回噴射モードへの切り替わりタイミングでないと判断するとステップＳ１０６に進む。

ノック検出部３１は、１回噴射モードから複数回噴射モードへの切り替わりタイミングを判断してステップＳ１０５に進むと、ノック判定閾値をステップＳ１０３で算出した複数回噴射モード用のノック判定閾値に切り替える。
一方、ノック検出部３１は、１回噴射モードから複数回噴射モードへの切り替わりタイミングでないと判断してステップＳ１０６に進むと、複数回噴射モードにおける要求噴射回数又は噴射タイミングＩＴについて変化があったか否か（例えば、要求噴射回数が２回から３回へ変化したか否か、又は、要求噴射回数が変化せずに噴射タイミングＩＴが変化したか否か）を判断する。

つまり、ノック検出部３１は、噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄに重なる状態と重ならない状態との間での切り替わる可能性があるか否かをステップＳ１０６で判断する。
ここで、ノック検出部３１は、複数回噴射モードにおける要求噴射回数又は噴射タイミングＩＴの変化がある場合はステップＳ１０７に進み、複数回噴射モードにおける要求噴射回数及び噴射タイミングＩＴに変化がない場合、つまり、１回噴射モードであるか若しくは複数回噴射モードで要求噴射回数及び噴射タイミングＩＴに変化がない場合は、図１７のステップＳ１０９に進む。

ノック検出部３１は、ステップＳ１０７で複数回噴射モードにおける圧縮行程での噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なっているか否か、換言すれば、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の開閉ノイズが取り込まれるか否かを判断する。
ノック検出部３１は、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄの開タイミングであるクランク角位置ＷｉＯＰからノック検出ウィンドウＷｉｎｄの閉タイミングであるクランク角位置ＷｉＣＬまでの間のクランク角範囲内に、クランク角位置で表される噴射タイミングＩＴが含まれるか否かを判断する。

ここで、ノック検出部３１は、圧縮行程で複数回噴射される場合、すべての圧縮行程での噴射タイミングについて、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なっているか否かをそれぞれに判断して、１回噴射モードから複数回噴射モードへの切り替え、若しくは、複数回噴射モードにおける要求噴射回数又は噴射タイミングＩＴの変化に伴い、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の開閉ノイズが取り込まれるようになったか否かを判断する。

また、前述のように、燃料噴射弁５の開閉ノイズがノックセンサ１５に達するまでには遅れ時間ＤＴが存在するので、ノック検出部３１は、ステップＳ１０７においてノック検出ウィンドウＷｉｎｄの開タイミングであるクランク角位置ＷｉＯＰを、遅れ時間ＤＴに相当するクランク角Ｔ−ＡＮＧ（deg）だけ進角させ、この進角させたノック検出ウィンドウＷｉｎｄの開始点に基づき圧縮行程での噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なっているか否かを判断する。

遅れ時間ＤＴは略一定時間であり、ノック検出部３１は、遅れ時間ＤＴに相当するクランク角Ｔ−ＡＮＧを、そのときの機関回転速度に基づき求める（図１４の変換テーブル参照）。
なお、クランク角位置ＷｉＯＰ及びクランク角位置ＷｉＣＬは、上死点後のクランク角として表され、ノック検出部３１は、クランク角位置ＷｉＯＰからクランク角Ｔ−ＡＮＧを減算することで、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄの開始点を進角させる。

圧縮行程での噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なっている場合、ノック検出部３１は、ステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０２で求めたオフセット値を前回値のバックグラウンドレベルＢＧＬ（１回噴射モードでのバックグラウンドレベルＢＧＬ）に加算することで、燃料噴射弁５の開閉ノイズの混入に見合うレベルにまでバックグラウンドレベルＢＧＬをステップ的に増大変化させる。
これにより、燃料噴射弁５の開閉ノイズによるノック信号レベルの変化に基づきノック指標が変化することが抑止され、開閉ノイズの混入に伴うノック誤検出が抑制される。

なお、ステップＳ１０８で増大補正されるバックグラウンドレベルＢＧＬは、ステップＳ１０５で求めた複数回噴射モードでのノック判定閾値と合わせて、ノック判定処理に使用される。
また、ノック検出部３１は、１回噴射モードの継続状態では、ステップＳ１０７でノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の開閉ノイズが取り込まれないと判断して、ステップＳ１０９以降に進む。

ノック検出部３１は、ステップＳ１０８でバックグラウンドレベルＢＧＬの補正を実施した後、ステップＳ１０９に進み、複数回噴射モードから１回噴射モードへの切り替わりタイミングであるか否かを判断する。
そして、ノック検出部３１は、複数回噴射モードから１回噴射モードへの切り替わりタイミングを検出すると、ステップＳ１１０に進み、ノック判定閾値をステップＳ１０３で算出した１回噴射モード用のノック判定閾値に切り替えた後、ステップＳ１１２に進む。

一方、ノック検出部３１は、ステップＳ１０９で複数回噴射モードから１回噴射モードへの切り替わりタイミングを判定しないと、ステップＳ１１１に進み、複数回噴射モードにおける要求噴射回数又は噴射タイミングＩＴの変化があるか否かを判断する。
そして、ノック検出部３１は、複数回噴射モードにおける要求噴射回数又は噴射タイミングＩＴの変化を判断するとステップＳ１１２に進み、複数回噴射モードにおける要求噴射回数及び噴射タイミングＩＴに変化がない場合は、バックグラウンドレベルＢＧＬの補正を行うことなく図１６及び図１７に示した制御フローを終了させる。

ノック検出部３１は、ステップＳ１１２において、圧縮行程での噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なっている状態が不成立になったか否かを判断する。
つまり、ノック検出部３１は、複数回噴射モードから１回噴射モードへの切り替わり、若しくは、複数回噴射モードにおける要求噴射回数の減少又は噴射タイミングＩＴの変化に伴い、噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なる状態から重ならない状態に切り替わったか否かを判断する。

噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なる状態から重ならない状態に切り替わった場合、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入する状態から混入しなくなることで、ノック信号のレベルがステップ的に減少変化することになるため、これに対応してバックグラウンドレベルＢＧＬを下げないと、ノックの検出漏れを発生させる可能性がある。

そこで、ノック検出部３１は、噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なる状態から重ならない状態に切り替わったことを判断したときに、ステップＳ１１３に進み、バックグラウンドレベルＢＧＬをステップＳ１０２で求めたオフセット値だけ減算することで、燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入しない状態に見合うレベルにまでバックグラウンドレベルＢＧＬをステップ的に減少変化させる。

「第２実施形態」
次に、第２実施形態を、図を用いて説明する。
なお、第２実施形態において、内燃機関１及び制御装置１３の構成は、第１実施形態と同様である。
図１８は、第２実施形態において、制御装置１３（ノック検出部３１）が、燃料噴射弁５の開閉ノイズの混入判定に用いるノイズ発生タイミングパラメータFLAG（開閉ノイズ発生フラグ）の演算動作を説明するタイムチャートである。

ノック検出部３１は、圧縮行程での噴射タイミング区間Ｃｉｎｊに設定された噴射タイミングＩＴ（噴射開始タイミング）に対し、噴射パルス幅（ms）のクランク角度換算値（deg）、および、伝達遅れ時間ＤＴ（ms）のクランク角度換算値（deg）を加算したタイミング、つまり、閉弁ノイズがノックセンサ１５に達するタイミングで、ノイズ発生タイミングパラメータFLAGをハイレベルに立ち上げ（ＯＮし）、一定時間後（演算周期後）にノイズ発生タイミングパラメータFLAGをローレベルに立ち下げる（ＯＦＦする）。
なお、燃料噴射弁５の開弁ノイズが閉弁ノイズよりも大きい場合、ノック検出部３１は、噴射タイミングＩＴに伝達遅れ時間ＤＴのクランク角度換算値を加算したタイミング、つまり、開弁ノイズがノックセンサ１５に達するタイミングで、ノイズ発生タイミングパラメータFLAGをハイレベルに立ち上る（ＯＮする）ことで、ノック判定に影響する開閉ノイズの混入を判定することができる。

図１９及び図２０は、ノイズ発生タイミングパラメータFLAGを用いて開閉ノイズの混入判定を行うようにした制御フローを示す。
ここで、ノック検出部３１は、図１９のステップＳ２０１−ステップＳ２０６の各ステップにおいて、図１６のステップＳ１０１−ステップＳ１０６と同様な処理を実施するので、ここでは詳細な説明を省略する。

ノック検出部３１は、ステップＳ２０７で、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄ内でノイズ発生タイミングパラメータFLAGがハイレベルになっていたか否かを判定する。
そして、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄ内でノイズ発生タイミングパラメータFLAGがハイレベル（FLAG＝１）になっていた場合、ノック検出部３１は、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入したと判断してステップＳ２０８に進む。
ノック検出部３１は、ステップＳ２０８で、図１６のステップＳ１０８と同様にバックグラウンドレベルＢＧＬを増大補正し、その後、図２０のステップＳ２０９以降に進む。

一方、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄ内でノイズ発生タイミングパラメータFLAGがローレベル（FLAG＝０）になっていた場合、ノック検出部３１は、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入していないと判断して図２０のステップＳ２０９以降に進む。
ノック検出部３１は、ステップＳ２０９−ステップＳ２１１で、図１７のステップＳ１０９−ステップＳ１１１と同様な処理を実施する。

次いで、ノック検出部３１は、ステップＳ２１２で、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄ内でノイズ発生タイミングパラメータFLAGがハイレベルであった状態からローレベルになったか否かを判断することで、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入しない状態に切り替わったか否かを検出する。
そして、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入しない状態に切り替わった場合、ノック検出部３１は、ステップＳ２１３に進み、図１７のステップＳ１１３と同様にバックグラウンドレベルＢＧＬを減少補正する。

「第３実施形態」
次に、第３実施形態を、図を用いて説明する。
なお、第３実施形態において、内燃機関１及び制御装置１３の構成は、第１実施形態と同様である。

図２１は、筒内噴射用である燃料噴射弁５単体での閉弁動作における振動加速度を測定した結果の一例であり、横軸は周波数、縦軸は振動加速度を示す。
この図２１は、燃料噴射弁５の閉弁時の振動強度が、ノック発生領域と重複する10kHz−15kHzの周波数帯で上がり、また、ノック発生領域と重複しない30kHz−40kHzの周波数帯でも上がることを表している。

一方、図２２は、燃料噴射弁５を内燃機関１に装着した状態での閉弁動作における振動加速度を測定した結果の一例であり、横軸は周波数、縦軸は振動加速度を示す。
この図２２は、燃料噴射弁５の閉弁時の振動強度が、内燃機関１への装着状態でも、10kHz−15kHz以外に30kHz−40kHzの周波数帯で上がることを表している。

つまり、燃料噴射弁５の閉弁動作における振動加速度が、ノック発生領域と重複する10kHz−15kHzの周波数帯で上がることで、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入するとノック検出に影響を与えることになる。
一方、30kHz−40kHz帯の振動加速度は、ノック発生によっては上がらない、燃料噴射弁５の開閉ノイズに特有の成分であり、ノック検出部３１は、この30kHz−40kHz帯の振動加速度が所定の判定値Ａを上回るときに、開閉ノイズの混入を判定できることになる。

図２３及び図２４は、燃料噴射弁５の開閉ノイズの周波数特性に基づき、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄへの開閉ノイズの混入を判定する構成の制御フローである。
図２３のステップＳ３０１−ステップＳ３０６において、ノック検出部３１は、図１６のステップＳ１０１−ステップＳ１０６と同様な処理を実施するので、詳細な説明は省略する。

ノック検出部３１は、噴射モードの切替え、若しくは、圧縮行程での噴射回数の変更や噴射タイミングＩＴの変化によって、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄに開閉ノイズが混入するようになった可能性がある場合、ステップＳ３０７に進む。
ステップＳ３０７で、ノック検出部３１は、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄ内で取り込んだノックセンサ１５の信号について、燃料噴射弁５の開閉ノイズに固有の周波数成分である30kHz−40kHzの強度を演算する。

次いで、ノック検出部３１は、ステップＳ３０８に進み、30kHz−40kHzの強度が判定値Ａ以上であるか否かを判定する。
30kHz−40kHzの強度が判定値Ａ以上である場合、ノック検出部３１は、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄ内に燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入するようになったと判断し、ステップＳ３０９に進んで、図１６のステップＳ１０８と同様に、バックグラウンドレベルＢＧＬを増大補正した後、図２４のステップＳ３１０以降に進む。

一方、30kHz−40kHzの強度が判定値Ａ未満である場合、ノック検出部３１は、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄ内に燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入するようになっていないと判断し、ステップＳ３０９を迂回し、図２４のステップＳ３１０以降に進む。
ノック検出部３１は、図２４のステップＳ３１０−ステップＳ３１２で、図１７のステップＳ１０９−ステップＳ１１１と同様な処理を実施する。
そして、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄ内に燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入しない状態に切り替わっている可能性があるとき、ノック検出部３１は、ステップＳ３１２に進み、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄ内で取り込んだノックセンサ１５の信号について、燃料噴射弁５の開閉ノイズに固有の周波数成分である30kHz−40kHzの強度を演算する。

次いで、ノック検出部３１は、ステップＳ３１３に進み、30kHz−40kHzの強度が判定値Ａ未満であるか否かを判定する。
ここで、30kHz−40kHzの強度が判定値Ａ未満になっている場合、ノック検出部３１は、ノック検出ウィンドウＷｉｎｄ内に燃料噴射弁５の開閉ノイズが混入しない状態に切り替わったと判断し、ステップＳ３１４に進む。

そして、ノック検出部３１は、ステップＳ３１４で、図１７のステップＳ１１３と同様にバックグラウンドレベルＢＧＬを減少補正する。
なお、ノック検出部３１がステップＳ３０７及びステップＳ３１２に強度を演算する周波数帯は、燃料噴射弁５の振動特性に応じて任意に設定でき、また、ノック検出部３１は、開閉ノイズに特有である複数の異なる周波数帯の強度をそれぞれに演算することができる。

そして、ノック検出部３１は、複数の異なる周波数帯の強度をそれぞれに演算する場合、各強度のうちの大きい方と判定値とを比較したり、各強度の平均値と判定値とを比較したりすることができる。更に、ノック検出部３１は、周波数帯毎に異なる判定値と比較させ、例えば、強度検出した全て周波数帯について判定値を上回る強度であるときに開閉ノイズの混入を推定することができる。
また、ステップＳ３０８、ステップＳ３１３における判定値Ａは、例えば、１回噴射モード（吸気行程で１−２回噴射）での30kHz−40kHz帯の強度よりも大きく設定され、複数回噴射モード（吸気行程噴射及び圧縮行程での複数回噴射）においてノック検出ウィンドウＷｉｎｄへ開閉ノイズが混入したときの30kHz−40kHz帯の強度よりも低く設定される。

以上述べた通り、ノック検出部３１は、１回噴射から複数回噴射に切り替わった際に、噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重ったか否かを判定し、重なったと判定した場合はノック検出ウィンドウＷｉｎｄへの開閉ノイズの混入と見做し、バックグラウンドレベルＢＧＬを増大補正する。
これにより、燃料噴射弁５の噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重なるときに、燃料噴射弁５の開閉ノイズをノックとして誤検出することを抑制でき、また、燃料噴射弁５の噴射タイミングＩＴがノック検出ウィンドウＷｉｎｄと重ならないときは、無用にバックグラウンドレベルＢＧＬが補正されることが抑止され、より正確なノック制御性を実現できる。

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…内燃機関、５…燃料噴射弁（燃料噴射装置）、１３…制御装置、１５…ノックセンサ

Claims (3)

1. 各気筒の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、ノック振動を検出するノックセンサと、を備える多気筒の内燃機関に適用される内燃機関の制御装置であって、
   気筒別のノック検出ウィンドウでの前記ノックセンサの出力信号に基づきノックの有無を検出するノック検出部と、
   前記ノック検出ウィンドウでの前記ノックセンサの出力信号に他気筒の前記燃料噴射弁の動作振動が混入したか否かを判定する混入判定部と、
   前記ノック検出部がノックの発生を検出する信号レベルを、前記判定部が前記動作振動の混入を判定したときには前記判定部が前記動作振動の混入を判定しないときよりも高く設定するノック検出レベル設定部と、
   を有し、
   前記混入判定部は、
   前記ノック検出ウィンドウを所定角度だけ進角側にオフセットさせた区間内に他気筒の前記燃料噴射弁の動作タイミングが含まれるときに、前記動作振動の混入を判定し、
   前記所定角度を前記内燃機関の回転速度が高いほどより大きな角度に設定する、
   内燃機関の制御装置。
2. 各気筒の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、ノック振動を検出するノックセンサと、を備える多気筒の内燃機関に適用される内燃機関の制御装置であって、
   気筒別のノック検出ウィンドウでの前記ノックセンサの出力信号に基づきノックの有無を検出するノック検出部と、
   前記ノック検出ウィンドウでの前記ノックセンサの出力信号に他気筒の前記燃料噴射弁の動作振動が混入したか否かを判定する混入判定部と、
   前記ノック検出部がノックの発生を検出する信号レベルを、前記判定部が前記動作振動の混入を判定したときには前記判定部が前記動作振動の混入を判定しないときよりも高く設定するノック検出レベル設定部と、
   を有し、
   前記混入判定部は、
   前記ノック検出ウィンドウでの前記ノックセンサの出力信号に含まれる、前記燃料噴射弁の動作振動に固有の周波数成分の振動強度を求め、
   前記振動強度が設定値よりも高いときに前記動作振動の混入を判定する、
   内燃機関の制御装置。
3. 前記ノック検出部は、
   前記ノックセンサからの出力信号に基づき更新したバックグランドレベルと、前記ノックセンサからの出力信号とからノック指標を求め、前記ノック指標とノック判定閾値とを比較してノックの有無を検出し、
   前記ノック検出レベル設定部は、
   前記判定部が前記動作振動の混入を判定したときには前記判定部が前記動作振動の混入を判定しないときよりも、前記バックグランドレベルを増大させる、
   請求項１又は請求項２記載の内燃機関の制御装置。