WO2025142246A1 - エンジン制御装置 - Google Patents

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秀樹 佐藤
健太郎 馬場
健 藤原
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Mitsubishi Motors Corp
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking

Definitions

  • This case concerns an engine control device that suppresses engine knocking by controlling ignition timing.
  • the knock limit ignition timing easily fluctuates due to the influence of the fuel mixture distribution shape, temperature distribution, and pressure distribution inside the cylinder.
  • it is difficult to accurately calculate the knock limit ignition timing and for example, it is difficult to continue operating the engine while completely suppressing the occurrence of knock. Therefore, a control method has been proposed in which the ignition timing is temporarily moved in the retard direction when a relatively small knock occurs, and then the ignition timing is gradually moved back in the advance direction, thereby suppressing the increase in knock while ensuring output torque.
  • This type of control is called knock retard control.
  • knock retard control has the problem that the ignition timing is easily controlled to be more retarded than the actual knock limit ignition timing, which means that good fuel economy cannot be achieved.
  • One of the objectives of this case was devised in light of the above-mentioned problems, and is to provide an engine control device that can improve fuel efficiency while suppressing knocking.
  • this objective is not the only objective.
  • Another objective of this case is to achieve effects that cannot be obtained with conventional technology, which are derived from the configurations shown in the "Mode for carrying out the invention" described below.
  • the disclosed engine control device can be realized as the aspects (application examples) disclosed below, which solve at least part of the above problems.
  • Each of the aspects from aspect 2 onwards is an aspect that can be selected additionally as appropriate, and each of the aspects can be omitted. None of the aspects from aspect 2 onwards discloses an essential aspect or configuration for the present case.
  • the disclosed engine control device is an engine control device that suppresses knocking by controlling the ignition timing of the engine, and includes a first determination unit, a second determination unit, and a selection unit.
  • the first determination unit calculates a knock occurrence probability and a likelihood of the knock occurrence probability based on the number of ignitions and the number of knocks, and determines whether or not the ignition timing needs to be changed based on the magnitude of the likelihood.
  • the second determination unit calculates a knock intensity or the knock occurrence probability, and determines whether or not the ignition timing needs to be changed based on the knock intensity or the knock occurrence probability.
  • the selection unit selects the determination result of either the first determination unit or the second determination unit based on a predetermined condition.
  • the first determination unit calculates a target likelihood based on the number of ignitions and the number of knocks and a target knock occurrence probability, calculates a likelihood ratio that is the ratio of the target likelihood to the likelihood, and determines that a change in the ignition timing is required when the likelihood ratio is equal to or less than a predetermined value.
  • the number of ignitions and the number of knocks are numbers in a most recent first predetermined period.
  • Aspect 4. it is preferable that the selection unit selects the determination result of the first determination unit when a first condition is satisfied, that is, the knock occurrence probability in a most recent second predetermined period that is shorter than the first predetermined period is equal to or less than a threshold, and selects the determination result of the second determination unit when the first condition is not satisfied.
  • the selection unit selects the determination result of the first determination unit when a second condition that the engine is in steady operation is satisfied, and selects the determination result of the second determination unit when the second condition is not satisfied.
  • Aspect 6 In relation to the aspects including Aspect 5 above, it is preferable that the likelihood value is reset when the engine changes between the steady operation and the non-steady operation.
  • the selection unit selects the determination result of the first determination unit when a third condition is satisfied, that is, when the knock intensity is less than a predetermined intensity, and selects the determination result of the second determination unit when the third condition is not satisfied.
  • Aspect 8 In relation to any aspect including Aspect 1 described above, it is preferable that a base characteristic map representing a relationship between the ignition timing and the knock occurrence probability is provided, and the ignition timing is controlled so that the knock occurrence probability coincides with a target knock occurrence probability calculated from the base characteristic map.
  • the second judgment unit 12 judges that the ignition timing ⁇ needs to be changed in the retard direction (retard direction).
  • the second judgment unit 12 judges that the ignition timing ⁇ needs to be changed in the advance direction (advance direction).
  • the target knock occurrence probability P tgt is set to a value that is not too large or too small.
  • the target knock occurrence probability Ptgt may be a fixed value that is set in advance, or may be a variable value that is calculated according to the actual ignition timing ⁇ , engine speed, and engine load of the engine 1. The calculation formulas for the target likelihood Ltgt and the likelihood ratio R are shown below.
  • the first judgment unit 11 When the operating state of the engine 1 switches between steady operation and unsteady operation, it is preferable that the first judgment unit 11 resets the value of the likelihood L, and it is also preferable that the counts of the number of ignitions n and the number of knocks k are reset. For this reason, when the second condition is not satisfied, it is preferable that the second judgment unit 12 executes a judgment method based on the occurrence or non-occurrence of a knock, or on the knock intensity S.
  • the selection unit 13 may select the judgment result of the first judgment unit 11 when a third condition illustrated below is satisfied, for example, and may select the judgment result of the second judgment unit 12 when the third condition is not satisfied.
  • the knock intensity S herein may be the one detected by the knock sensor 3 as it is, or may be corrected based on the output, torque, engine speed, etc. of the engine 1.
  • the selection based on the third condition causes the determination result of the second determination unit 12 to be adopted with priority over the determination result of the first determination unit 11.
  • the predetermined conditions referred to when the selection unit 13 selects a judgment result include conditions other than the first, second, and third conditions described above.
  • one judgment result may be selected according to a user selection (the operating state of a switch operated by the user or the setting state of a control setting item), or one judgment result may be selected according to the continuous operating time of the engine 1 or the running state of the vehicle.
  • the first, second, and third conditions described above may be combined as shown in the flowchart of FIG. 5 described later. When multiple conditions are combined, for example, the judgment result of the first judgment unit 11 may be selected when all of the conditions are met, and the judgment result of the second judgment unit 12 may be selected when any of the conditions is not met.
  • the control unit 14 controls the ignition timing ⁇ based on the determination result selected by the selection unit 13.
  • the control unit 14 controls the ignition timing ⁇ by setting an amount of retard or advance of the ignition timing ⁇ based on the knock probability P. For example, when the knock probability P is higher than the target knock probability Ptgt , the control unit 14 sets the amount of retard and moves the ignition timing ⁇ in the retard direction so that the knock probability P approaches the target knock probability Ptgt . When the knock probability P is lower than the target knock probability Ptgt , the control unit 14 sets the amount of advance and moves the ignition timing ⁇ in the advance direction so that the knock probability P approaches the target knock probability Ptgt .
  • the control unit 14 may control the ignition timing ⁇ based on the knock intensity S, or may control the ignition timing ⁇ based on the knock occurrence probability P. Alternatively, control similar to conventional knock retard control may be performed. For example, the ignition timing ⁇ may be temporarily retarded by a preset retard amount, and then the ignition timing ⁇ may be gradually returned in the advance direction.
  • Figures 3, 4, and 5 are flowchart showing an example of a control procedure by the engine control device 10.
  • Figure 3 is a flowchart of control in which the judgment result of either the first judgment unit 11 or the second judgment unit 12 is selected based on a predetermined condition.
  • Figure 4 is a flowchart of control in which the judgment result is selected based on a first condition
  • Figure 5 is a flowchart of control in which the judgment result is selected based on a second condition and a third condition.
  • the controls according to these flowcharts are repeatedly executed for each cylinder at a predetermined cycle while the engine 1 is operating.
  • step A1 the number of ignitions n is counted up, and in step A2, it is determined whether or not a knock has been detected. At this time, the knock intensity S is also obtained. If a knock is not detected, control for this cycle ends. If a knock is detected, the process proceeds to step A3, where the number of knocks k is counted up. If a knock is not detected in step A2, step A3 is skipped (the number of knocks k is not counted up) and the process moves to step A4. In step A4, the knock occurrence probability P is calculated from the ignition number n and the knock number k, and the likelihood L of the knock occurrence probability P is calculated.
  • step A5 the first judgment unit 11 judges whether or not it is necessary to change the ignition timing ⁇ based on the magnitude of the likelihood L. Meanwhile, in step A6, the second judgment unit 12 judges whether or not it is necessary to change the ignition timing ⁇ based on the knock intensity S or the knock occurrence probability P.
  • step A7 the selection unit 13 selects the judgment result of either the first judgment unit 11 or the second judgment unit 12 based on a predetermined condition. In the subsequent step A8, the ignition timing ⁇ is controlled based on the judgment result selected in step A7.
  • step B1 the first determination unit 11 calculates the knock occurrence probability P in the most recent first predetermined period. That is, the knock occurrence probability P is calculated based on the number of ignitions n and the number of knocks k from before the first predetermined period to the present.
  • step B2 the first determination unit 11 calculates the likelihood L of this knock occurrence probability P, and also calculates the target likelihood L tgt and the likelihood ratio R.
  • step B3 the first determination unit 11 determines whether or not it is necessary to change the ignition timing ⁇ based on the likelihood ratio R.
  • step B4 the second determination unit 12 calculates the short knock probability P S in the most recent second predetermined period. That is, the short knock probability P S is calculated based on the number of ignitions n and the number of knocks k from before the second predetermined period to the present. The second predetermined period is shorter than the first predetermined period.
  • step B5 the second determination unit 12 determines whether or not the ignition timing ⁇ needs to be changed based on the short knock probability P S.
  • step B6 determines whether or not the short knock probability P S is equal to or less than the threshold value P th (the first condition is established).
  • step B6 If the condition of step B6 is met, the process proceeds to step B7, where the selection unit 13 selects the judgment result of the first judgment unit 11. If the condition of step B6 is not met, the process proceeds to step B8, where the selection unit 13 selects the judgment result of the second judgment unit 12. In the subsequent step A8, the ignition timing ⁇ is controlled based on the judgment results selected in steps B7 and B8.
  • step C1 the second determination unit 12 determines whether or not it is necessary to change the ignition timing ⁇ based on the knock intensity S.
  • step C2 the selection unit 13 determines whether or not the operating state of the engine 1 is in a steady state (the second condition is satisfied). If the condition in step C2 is satisfied, the process proceeds to step C3, and if not, the process proceeds to step B8.
  • step C3 the selection unit 13 determines whether the knock intensity S is less than a predetermined intensity Sth (the third condition is satisfied). If the condition in step C3 is satisfied, the process proceeds to step B7, and if not, the process proceeds to step B8.
  • step B7 the selection unit 13 selects the determination result of the first determination unit 11, and in step B8, the selection unit 13 selects the determination result of the second determination unit 12.
  • the ignition timing ⁇ is controlled based on the determination result selected in steps B7 and B8.
  • FIG. 6A to 6F are graphs for explaining the control contents based on the judgment result by the first judgment unit 11.
  • FIG. 6A shows the knock intensity S
  • FIG. 6B shows the number of knocks k
  • FIG. 6C shows the number of ignitions n
  • FIG. 6D shows the knock occurrence probability P
  • FIG. 6E shows the likelihood ratio R
  • FIG. 6F shows the ignition timing ⁇ . Note that the occurrence or non-occurrence of a knock can also be determined from the knock intensity S.
  • the value of the number of ignitions n increases every time ignition is performed by the spark plug 2, and the value of the number of knocks k increases every time a knock is detected. Every time the number of ignitions n changes, the knock occurrence probability P and the likelihood L are calculated, and the likelihood ratio R is calculated based on a preset target knock occurrence probability P tgt and a target likelihood L tgt (not shown).
  • the first judgment unit 11 judges that the ignition timing ⁇ needs to be changed.
  • the control unit 14 determines the direction of change of the ignition timing ⁇ based on the knock probability P at time t1.
  • the control unit 14 controls the ignition timing ⁇ in the retard direction.
  • the control unit 14 controls the retard amount so that the knock probability P matches the target knock probability Ptgt .
  • the first determination unit 11 determines that the ignition timing ⁇ needs to be changed.
  • the control unit 14 determines the direction of change of the ignition timing ⁇ based on the knock probability P at time t2 .
  • the control unit 14 controls the ignition timing ⁇ in the advance direction. The control unit 14 controls the advance amount so that the knock probability P matches the target knock probability Ptgt .
  • FIG. 7(A) to (G) are graphs for explaining the control content in which the determination result by the first determination unit 11 is selected when the first condition is satisfied, and the determination result by the second determination unit 12 is selected when the first condition is not satisfied.
  • Fig. 7(A) represents the knock intensity S
  • Fig. 7(B) represents the number of knocks k
  • Fig. 7(C) represents the number of ignitions n
  • Fig. 7(D) represents the knock occurrence probability P
  • Fig. 7(E) represents the short knock occurrence probability P S
  • Fig. 7(F) represents the likelihood ratio R
  • Fig. 7(G) represents the ignition timing ⁇ .
  • the value of the knock occurrence probability P is basically calculated to be a smaller value as the number of ignitions n, which corresponds to the denominator, increases.
  • the value of the likelihood ratio R becomes less likely to decrease as the number of ignitions n increases, and becomes less likely to become equal to or less than the predetermined value Rth .
  • the control unit 14 controls the ignition timing ⁇ based on the likelihood ratio R (the magnitude of the likelihood L). For example, if the likelihood ratio R exceeds a predetermined value R th , the ignition timing ⁇ is maintained as is. On the other hand, for example, if the likelihood ratio R is equal to or less than the predetermined value R th , control is performed to move the ignition timing ⁇ based on the knock probability P.
  • the control unit 14 controls the ignition timing ⁇ based on the knock intensity S and the knock probability P. For example, when the knock probability P at time t3 is higher than the target knock probability P tgt , the control unit 14 controls the ignition timing ⁇ in the retard direction. The control based on the judgment result of the second judgment unit 12 is continued until time t4 when the likelihood ratio R becomes equal to or smaller than a predetermined value R th .
  • control based on the judgment result of the second judgment unit 12 may be configured to gradually control the ignition timing ⁇ in the advance direction when the knock probability P is lower than the target knock probability P tgt , and to continue the ignition timing ⁇ until it returns to the ignition timing when the first condition is not satisfied (time t3 ).

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Abstract

開示のエンジン制御装置（１０）は、エンジン（１）の点火時期（θ）を制御することでノックを抑制するエンジン制御装置（１０）であり、第一判定部（１１）と第二判定部（１２）と選択部（１３）とを備える。第一判定部（１１）は、点火回数（ｎ）及びノック回数（ｋ）に基づいてノック発生確率（Ｐ）及び尤度（Ｌ）を算出し、尤度（Ｌ）の大きさに基づいて点火時期（θ）の変更の要否を判定する。第二判定部（１２）は、ノック強度（Ｓ）又はノック発生確率（Ｐ）を算出し、ノック強度（Ｓ）又はノック発生確率（Ｐ）に基づいて点火時期（θ）の変更の要否を判定する。選択部（１３）は、所定条件に基づき第一判定部（１１）及び第二判定部（１２）の何れか一方の判定結果を選択する。

Description

エンジン制御装置
　本件は、点火時期制御によりエンジンのノック（ノッキング）を抑制するエンジン制御装置に関する。
　エンジンの点火時期制御において、ノックが発生しにくい点火時期の範囲内で出力トルクができるだけ大きくなるように、点火時期を調節するものが知られている。例えば、出力トルクが最大になる点火時期（MBT, Minimum advance for Best Torque）とノック限界点火時期（ノックが発生しない最進角の点火時期）とを算出し、これらのうち遅角側の値を用いて点火時期を制御する制御装置が知られている（特許文献１参照）。
　一方、ノック限界点火時期は、気筒内における燃料混合気の分布形状，温度分布，圧力分布等の影響を受けて容易に変動する。そのため、ノック限界点火時期を精度よく算出することは難しく、例えばノックの発生を完全に押さえ込んだままエンジンを作動させ続けることは困難である。そこで、比較的小さなノックが発生した時点で点火時期を一時的に遅角方向へ移動させ、その後、点火時期を徐々に進角方向へ戻すことで、ノックの増強を抑制しつつ出力トルクを確保する制御手法が提案されている。このような制御は、ノックリタード制御と呼ばれている。
特開2018-59437号公報
　しかしながら、ノックリタード制御では点火時期が実際のノック限界点火時期よりも遅角寄りに制御されやすく、良好な燃費が得られないという課題がある。また、このような課題に対し、ノックリタード制御におけるリタード量を小さくすることや、点火時期を進角方向へ戻すときの速度（単位燃焼サイクルあたりの進角量）を大きくすることも考えられるが、これらの手法により、かえってノックが発生しやすくなることが懸念される。
　本件の目的の一つは、上記のような課題に照らして創案されたものであり、ノックを抑制しつつ燃費を改善できるようにしたエンジン制御装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けられる。
　開示のエンジン制御装置は、以下に開示する態様（適用例）として実現でき、上記の課題の少なくとも一部を解決する。態様２以降の各態様は、何れもが付加的に適宜選択されうる態様であって、何れもが省略可能な態様である。態様２以降の各態様は、何れもが本件にとって必要不可欠な態様や構成を開示するものではない。
　態様１．開示のエンジン制御装置は、エンジンの点火時期を制御することでノックを抑制するエンジン制御装置であって、第一判定部と第二判定部と選択部とを備える。前記第一判定部は、点火回数及びノック回数に基づいてノック発生確率及び前記ノック発生確率の尤度を算出し、前記尤度の大きさに基づいて前記点火時期の変更の要否を判定する。前記第二判定部は、ノック強度又は前記ノック発生確率を算出し、前記ノック強度又は前記ノック発生確率に基づいて前記点火時期の変更の要否を判定する。前記選択部は、所定条件に基づき前記第一判定部及び前記第二判定部の何れか一方の判定結果を選択する。
　態様２．上記の態様１を含む態様に関し、前記第一判定部が、前記点火回数及び前記ノック回数と目標ノック発生確率とに基づいて目標尤度を算出するとともに前記尤度に対する前記目標尤度の比である尤度比を算出し、前記尤度比が所定値以下になった場合に前記点火時期の変更を要すると判定することが好ましい。
　態様３．上記の態様１を含む態様に関し、前記点火回数及び前記ノック回数が、直近の第一所定期間における回数であることが好ましい。
　態様４．上記の態様３を含む態様に関し、前記選択部が、前記第一所定期間よりも短い直近の第二所定期間における前記ノック発生確率が閾値以下であるという第一条件の成立時に前記第一判定部の判定結果を選択し、前記第一条件の不成立時に前記第二判定部の判定結果を選択することが好ましい。
　態様５．上記の態様１を含む態様に関し、前記選択部が、前記エンジンが定常運転しているという第二条件の成立時に前記第一判定部の判定結果を選択し、前記第二条件の不成立時に前記第二判定部の判定結果を選択することが好ましい。
　態様６．上記の態様５を含む態様に関し、前記尤度の値が、前記エンジンの前記定常運転と非定常運転との間での変更に際してリセットされることが好ましい。
　態様７．上記の態様１を含む態様に関し、前記選択部が、前記ノック強度が所定強度未満であるという第三条件の成立時に前記第一判定部の判定結果を選択し、前記第三条件の不成立時に前記第二判定部の判定結果を選択することが好ましい。
　態様８．上記の態様１を含む態様に関し、前記点火時期と前記ノック発生確率との関係を表すベース特性マップを備え、前記ノック発生確率が前記ベース特性マップから算出される目標ノック発生確率に一致するように前記点火時期が制御されることが好ましい。
　開示のエンジン制御装置によれば、第一判定部の判定結果と第二判定部の判定結果とを使い分けることにより、点火時期の制御精度を改善でき、ノックを抑制しつつ燃費を改善できる。
実施例としてのエンジン制御装置及びこれが適用されるエンジンの構成を示す図である。 エンジン制御装置が記憶している点火時期θとノック発生確率Ｐとの関係を表すベース特性マップである。 エンジン制御装置による制御手順の一例を示すフローチャートである。 エンジン制御装置による制御手順の一例を示すフローチャートである。 エンジン制御装置による制御手順の一例を示すフローチャートである。 エンジン制御装置による制御内容を説明するためのグラフであり、（Ａ）はノック強度Ｓ、（Ｂ）はノック回数ｋ、（Ｃ）は点火回数ｎ、（Ｄ）はノック発生確率Ｐ、（Ｅ）は尤度比Ｒ、（Ｆ）は点火時期θを表す。 エンジン制御装置による制御内容を説明するためのグラフであり、（Ａ）はノック強度Ｓ、（Ｂ）はノック回数ｋ、（Ｃ）は点火回数ｎ、（Ｄ）はノック発生確率Ｐ、（Ｅ）は短期ノック発生確率ＰＳ、（Ｆ）は尤度比Ｒ、（Ｇ）は点火時期θを表す。 エンジン制御装置による制御内容を説明するためのグラフであり、（Ａ）はノック強度Ｓ、（Ｂ）はノック回数ｋ、（Ｃ）は点火回数ｎ、（Ｄ）はノック発生確率Ｐ、（Ｅ）はエンジントルク、（Ｆ）は尤度比Ｒ、（Ｇ）は点火時期θを表す。
［１．構成］
　図１は、実施例のエンジン制御装置１０及びエンジン制御装置１０が適用されるエンジン１の構成を示す図である。エンジン１は、気筒内に点火プラグ２を備えた火花点火方式の内燃機関であり、例えば自動車，船舶，駆動力生成装置，発電装置等に搭載されうる。図１に示すエンジン１は、自動車に搭載されている。点火プラグ２の点火タイミングは、エンジン制御装置１０によって制御される。エンジン制御装置１０は、プロセッサとメモリとを搭載した電子制御装置であり、エンジン１の点火時期θを制御することでノックを抑制する機能を持つ。エンジン制御装置１０が実施する制御の内容は、例えばプログラムの形式でメモリに記録，保存される。
　エンジン制御装置１０は、例えばエンジン１の作動状態，燃焼噴射方式，燃焼方式，燃料噴射量，燃焼条件，車両走行状態等に応じた点火時期θで点火プラグ２を作動させる。エンジン１の気筒数，ストローク数，燃焼噴射方式，燃焼方式に制限はない。エンジン１の燃料噴射装置は、例えば吸気通路，吸気ポート，気筒内のうち少なくとも何れかの箇所に設けられ、複数の箇所に設けられることもある。
　エンジン１には、エンジン１の作動状態に関する情報を検出するセンサとして、ノックセンサ３，水温センサ４，クランク角センサ５，エアフローセンサ６が設けられる。ノックセンサ３はノック（ノッキング）の発生有無及び強度を検出し、水温センサ４はエンジン冷却水温を検出する。クランク角センサ５はクランク角やクランク角速度（エンジン回転数）を検出し、エアフローセンサ６は吸気量を検出する。本実施例では、エンジン制御装置１０にアクセル開度センサ７と車速センサ８とが接続される。アクセル開度センサ７は、エンジン１が搭載された車両のアクセル開度を検出し、車速センサ８は車速を検出する。各センサ３～８で検出された情報はエンジン制御装置１０に入力される。
　エンジン制御装置１０は、第一判定部１１，第二判定部１２，選択部１３，制御部１４を備える。これらの要素は、エンジン制御装置１０の機能を表現したものであり、例えばエンジン制御装置１０内のメモリや補助記憶装置に記録，保存されるソフトウェアとしてプログラミングされうる。また、そのソフトウェアに対応する電子回路（ハードウェア）として実現されうる。あるいは、ソフトウェアとハードウェアとが混在するシステムとして実現されうる。
　第一判定部１１及び第二判定部１２は、ともに点火時期θの変更の要否を判定するものである。第二判定部１２は、従来のノックリタード制御と同様の判定を行う判定部である。これに対し、第一判定部１１は、従来のノックリタード制御とは異なる判定を行う判定部である。第一判定部１１及び第二判定部１２は、互いに独立して判定を実施する。その後、選択部１３が所定条件に基づき、第一判定部１１及び第二判定部１２の何れか一方の判定結果を選択する。選択部１３で選択された判定結果は制御部１４に伝達される。制御部１４は、その判定結果に基づいて点火時期θを制御する。
　第二判定部１２は、ノックの発生有無，ノック強度Ｓ又はノック発生確率Ｐを検出又は算出し、点火時期θの変更の要否を判定する。第二判定部１２は、ノックの発生有無のみに基づく判定を実施してもよく、ノック強度Ｓのみに基づく判定を実施してもよく、ノック発生確率Ｐのみに基づく判定を実施してもよく、ノック強度Ｓ及びノック発生確率Ｐに基づく判定を実施してもよい。具体的な判定条件及び点火時期θの変更量の設定には、公知の手法を適用可能である。
　第二判定部１２における判定手法の一例として、ノックの発生有無に基づく判定手法を説明する。第二判定部１２は、ノックセンサ３でノックの発生が検出された場合は点火時期θを所定量遅角方向（リタード方向）へ変更し、ノックの発生が検出されなかった場合は点火時期θを徐々に進角させる。
　第二判定部１２における別の判定手法の例として、ノック強度Ｓに基づく判定手法を説明する。第二判定部１２は、ノックセンサ３で検出されたノック強度Ｓが第一強度以上である場合に、点火時期θの遅角方向（リタード方向）への変更を要すると判定する。ノック強度Ｓが第一強度よりも小さい場合には、点火時期θの進角方向（アドバンス方向）への変更を要すると判定する。
　第二判定部１２における別の判定手法の例として、ノック発生確率Ｐに基づく判定手法を説明する。第二判定部１２は、エンジン１の点火回数ｎとノックセンサ３の検出結果からカウント（カウントアップ）されるノック回数ｋとに基づき、ノック発生確率Ｐ（＝ｋ／ｎ）を算出する。点火回数ｎ及びノック回数ｋがカウントされる期間は、エンジン１の始動開始時から現在までの期間であってもよいし、直近の第一所定期間（例えば、現在から数百回分前までの点火回数ｎや現在から数十秒前まで等）であってもよい。
　また、第二判定部１２は、ノック発生確率Ｐが第一確率以上である場合に、点火時期θの遅角方向への変更を要すると判定する。ノック発生確率Ｐが第一確率よりも小さい場合には、点火時期θの変更を要しないと判定する。
　第一判定部１１は、エンジン１の点火回数ｎとノックセンサ３の検出結果からカウントされるノック回数ｋとに基づき、ノック発生確率Ｐ（＝ｋ／ｎ）を算出するとともに、ノック発生確率Ｐの尤度Ｌを算出する。また、第一判定部１１は、尤度Ｌの大きさに基づいて点火時期θの変更の要否を判定する。尤度Ｌは、ノック発生確率Ｐの値の確からしさや信頼性の高さに対応するパラメータである。本実施形態では、正規化した尤度Ｌを使用する。尤度Ｌの正規化は、現在のノック発生確率Ｐのときの尤度Ｌを、ノック発生確率Ｐが０のときから１のときまでの尤度Ｌの積分値で割ることで行えばよい。尤度Ｌは、点火回数ｎが増加するに連れて小さな値をとりにくく（高い信頼性が得られやすく）なる。尤度Ｌの算出式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　第一判定部１１における判定手法の一例として、尤度Ｌの大きさに基づく判定手法を説明する。第一判定部１１は、尤度Ｌの大きさが第一尤度以上である場合に、点火時期θの変更を要すると判定する。点火時期θの変更方向（遅角方向，進角方向）は、尤度Ｌの大きさが第一尤度以上になった時点におけるノック発生確率Ｐに基づいて判断する。また、尤度Ｌの大きさが第一尤度未満である場合には、点火時期θの変更を要しない（点火時期θを移動させなくてよい）と判定する。
　第一判定部１１における別の判定手法の例として、尤度比Ｒに基づく判定手法を説明する。第一判定部１１は、目標尤度Ｌｔｇｔと尤度Ｌに対する目標尤度Ｌｔｇｔの比である尤度比Ｒとを算出する。目標尤度Ｌｔｇｔは、点火回数ｎ及びノック回数ｋと目標ノック発生確率Ｐｔｇｔとから算出される。目標ノック発生確率Ｐｔｇｔは、現在のエンジン１の運転状態における理想的なノック発生確率Ｐであり、好ましくは０より大きな値である。すなわち、ノック発生確率Ｐが０ということは、もう少し点火時期θをアドバンスできる可能性が有るということなので、理想的な点火時期θであるとは言い切れない。一方、ノック発生確率Ｐが大きすぎる場合は、エンジン１の破損につながる虞がある。よって、目標ノック発生確率Ｐｔｇｔは、大きすぎず、小さすぎない値に設定されることが好ましい。また、目標ノック発生確率Ｐｔｇｔは、予め設定された固定値であってもよいし、エンジン１の実際の点火時期θやエンジン回転数，エンジン負荷に応じて算出される可変値であってもよい。目標尤度Ｌｔｇｔ及び尤度比Ｒの算出式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　尤度比Ｒの値は、実際のノック発生確率Ｐがほぼ目標ノック発生確率Ｐｔｇｔに等しい運転状態になっていれば、１に近い値に維持される。また、実際のノック発生確率Ｐが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔと相違する運転状態になっている場合、点火回数ｎが増加するに連れて尤度比Ｒの値が小さくなりやすい。また、尤度比Ｒの低下速度は、点火回数ｎが増加するに連れて減少する。
　図２は、エンジン１の点火時期θとノック発生確率Ｐとの関係を表すグラフが規定されたベース特性マップ１５である。本実施例のエンジン制御装置１０（制御部１４）は、事前に実施された試験や実験を通じて作成された、エンジン１の理想状態（定常運転、所定温度、標準大気圧下、吸気、排気センサ活性状態、インジェクタ新品、等）でのベース特性マップ１５を記憶している。図２のグラフのＸ軸は、点火時期θを上死点からの遅角方向へのクランク角［°CA BTDC］で表現したものであり、図中の右側が進角（アドバンス）側であり、左側が遅角（リタード）側である。目標ノック発生確率Ｐｔｇｔは、エンジン回転数及び／又はエンジン負荷に応じて設定され、このベース特性マップ１５のグラフに基づいて後述する点火時期であるベース点火時期θＢが算出される。なお、ベース特性マップ１５は、エンジン１の目標トルクや吸入空気量、燃料噴射量等に応じて複数記憶されていてもよい。
　第一判定部１１は、尤度比Ｒが所定値Ｒｔｈ以下になった場合（すなわち、目標尤度Ｌｔｇｔに対して尤度Ｌが十分に大きくなった場合）に「点火回数ｎが十分にあり、かつ、点火時期θが不適切である」と判断し、点火時期θの変更を要すると判定する。点火時期θの変更方向（遅角方向，進角方向）は、尤度比Ｒが所定値Ｒｔｈ以下になった時点におけるノック発生確率Ｐに基づいて判断する。例えば、ノック発生確率Ｐが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔよりも高ければ、点火時期θをリタードさせる必要があると判定する。反対に、ノック発生確率Ｐが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔよりも低ければ、点火時期θをアドバンスさせる必要があると判定する。
　点火時期θの変更量（リタード量，アドバンス量）は、予め設定された固定値であってもよいし、ノック発生確率Ｐに応じて算出される可変値であってもよい。また、ノック発生確率Ｐがベース特性マップ１５のグラフから算出される目標ノック発生確率Ｐｔｇｔに一致するように、点火時期θの変更量（リタード量，アドバンス量）を設定してもよい。例えば、図２に示すベース特性マップ１５のグラフ上において、Ｙ座標が現在のノック発生確率ＰＡに対応する点を検索（算出）し、その点のＸ座標を算出点火時期θＡと定義する。また、ベース特性マップ上の目標ノック発生確率Ｐｔｇｔに対応する点火時期をベース点火時期θＢと定義する。点火時期制御を行うにあたり、制御初期は目標ノック発生確率Ｐｔｇｔに対応する点火時期、すなわちベース点火時期θＢに点火時期θが設定される。
　ここで、現在の点火時期θｒｅａｌ（＝ベース点火時期θＢ）における現在のノック発生確率ＰＡが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔよりも高い場合には、算出点火時期θＡが現在の点火時期θｒｅａｌよりも進角側に位置することから、ベース特性マップ１５に沿って現在のノック発生確率ＰＡを目標ノック発生確率Ｐｔｇｔに近づけようとすると、点火時期θをリタードさせる必要がある。そこで、例えばベース点火時期θＢと算出点火時期θＡとの差に相当するリタード量Δθを設定し、点火時期θを遅角方向へリタード量Δθだけ移動させればよい。
　また、現在のノック発生確率ＰＡが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔよりも低い場合には、算出点火時期θＡがベース点火時期θＢよりも遅角側に位置することから、ベース特性マップに沿って現在のノック発生確率ＰＡを目標ノック発生確率Ｐｔｇｔに近づけようとすると、点火時期θをアドバンスさせる必要がある。そこで、例えばベース点火時期θＢと算出点火時期θＡとの差に相当するアドバンス量Δθを設定し、点火時期θを進角方向へアドバンス量Δθだけ移動させればよい。
　点火時期を移動させた後も同様に、点火時期移動後のノック発生確率ＰＡに対応する算出点火時期θＡを算出し、ベース点火時期θＢと算出点火時期θＡとの差に基づいて点火時期θを移動量Δθ（リタード量Δθ，アドバンス量Δθ）だけ移動させればよい。第一判定部１１により点火時期θの変更を要すると判定されるたびに上記方法により点火時期を更新する。最新の点火時期は、ベース点火時期θＢに、今までの点火時期θの移動量Δθを積算した値となる（移動量Δθは、進角側を正の値、遅角側を負の値とする）。
　選択部１３は、所定条件に基づき第一判定部１１及び第二判定部１２の何れか一方の判定結果を選択するものである。選択部１３は、例えば以下に例示する第一条件の成立時に第一判定部１１の判定結果を選択し、第一条件の不成立時に第二判定部１２の判定結果を選択しうる。
　第一条件：第一所定期間よりも短い直近の第二所定期間における短期ノック発生確率ＰＳが閾値Ｐｔｈ以下であること。
　上記の第一所定期間は、第一判定部１１がノック発生確率Ｐを算出する際に参照する直近の対象期間を意味し、第二所定期間は、第二判定部１２が短期ノック発生確率ＰＳを算出する際に参照する直近の対象期間を意味する。第二所定期間は、例えば、現在から数十回分前までの点火回数ｎや現在から数秒前まで等である。第二所定期間におけるノック回数ｋをｋＳとおき、第二所定期間における点火回数ｎをｎＳとおけば、短期ノック発生確率ＰＳはｋＳ／ｎＳと表現される。第二判定部１２が算出する短期ノック発生確率ＰＳは、短いスパンでノックが頻発した場合に増加し、ノックが発生しない場合は比較的短時間で減少する。第一条件に基づく選択により、短期間での連続ノック（短時間での頻繁なノック，連続的ノック，間欠ノック）の発生時に第一判定部１１の判定結果よりも第二判定部１２の判定結果が優先して採用される。
　選択部１３は、例えば以下に例示する第二条件の成立時に第一判定部１１の判定結果を選択し、第二条件の不成立時に第二判定部１２の判定結果を選択しうる。
　第二条件：エンジン１が定常運転していること。
　エンジン１の運転状態が定常状態であるか否かについては、エンジン１の出力変動，トルク変動，エンジン回転数の変動等に基づいて判定してもよいし、吸入空気量，アクセル開度，車速等の変動に基づいて判定してもよい。第二条件に基づく選択により、エンジン１の運転状態が変化した場合（非定常状態となった場合）に、第一判定部１１の判定結果よりも第二判定部１２の判定結果が優先して採用される。なお、エンジン１の作動状態が定常運転と非定常運転との間で切り替わった場合には、第一判定部１１により尤度Ｌの値がリセットされることが好ましく、点火回数ｎ及びノック回数ｋのカウントもリセットされることが好ましい。このため、第二条件の不成立時には、第二判定部１２はノックの発生有無、若しくはノック強度Ｓに基づく判定手法を実施するのが好ましい。
　選択部１３は、例えば以下に例示する第三条件の成立時に第一判定部１１の判定結果を選択し、第三条件の不成立時に第二判定部１２の判定結果を選択しうる。
　第三条件：ノック強度Ｓが所定強度Ｓｔｈ未満であること。
　ここでいうノック強度Ｓとしては、ノックセンサ３で検出されたものをそのまま用いてもよいし、エンジン１の出力，トルク，エンジン回転数等に基づいて補正されたものを用いてもよい。第三条件に基づく選択により、強いノックが生じた場合に、第一判定部１１の判定結果よりも第二判定部１２の判定結果が優先して採用される。
　選択部１３が判定結果を選択する際に参照される所定条件には、上記の第一条件，第二条件，第三条件以外の条件も含まれる。例えば、ユーザの選択（ユーザに操作されるスイッチの操作状態や制御用設定項目の設定状態）に応じて一方の判定結果が選択されるようにしてもよいし、エンジン１の連続作動時間や車両の走行状態等に応じて一方の判定結果が選択されるようにしてもよい。また、上記の第一条件，第二条件，第三条件は、後述する図５のフローチャートのように、組み合わされてもよい。複数の条件を組み合わせる場合には、例えば、全ての条件が成立したときに第一判定部１１の判定結果を選択し、いずれかの条件が成立しないときに第二判定部１２の判定結果を選択してよい。
　制御部１４は、選択部１３で選択された判定結果に基づき、点火時期θを制御するものである。選択部１３で選択された判定結果が第一判定部１１による判定結果だった場合、制御部１４は、ノック発生確率Ｐに基づいて点火時期θのリタード量又はアドバンス量を設定して点火時期θを制御する。例えば、ノック発生確率Ｐが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔよりも高い場合には、ノック発生確率Ｐが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔに近づくようにリタード量を設定して点火時期θを遅角方向へ移動させる。また、ノック発生確率Ｐが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔよりも低い場合には、ノック発生確率Ｐが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔに近づくようにアドバンス量を設定して点火時期θを進角方向へ移動させる。
　選択部１３で選択された判定結果が第二判定部１２による判定結果だった場合、制御部１４は、ノック強度Ｓに基づいて点火時期θを制御してもよいし、ノック発生確率Ｐに基づいて点火時期θを制御してもよい。あるいは、従来のノックリタード制御と同様の制御を実施してもよい。例えば、予め設定されたリタード量で点火時期θを一時的にリタードさせ、その後、点火時期θを徐々に進角方向へ戻すようにしてもよい。
［２．フローチャート］
　図３，図４，図５の各々は、エンジン制御装置１０による制御手順の一例を示すフローチャートである。図３は、所定条件に基づいて第一判定部１１及び第二判定部１２の何れか一方の判定結果が選択される制御のフローチャートである。図４は、第一条件に基づいて判定結果が選択される制御のフローチャートであり、図５は、第二条件及び第三条件に基づいて判定結果が選択される制御のフローチャートである。これらのフローチャートに係る制御は、エンジン１が作動している間に、各々の気筒に対して所定の周期で繰り返し実行される。
　図３のフローチャートについて説明する。ステップＡ１では点火回数ｎがカウントアップされ、ステップＡ２ではノックを検出したか否かが判定される。このとき、あわせてノック強度Ｓも取得する。ノックを検出しない場合にはこの周期の制御が終了する。ノックを検出した場合にはステップＡ３に進み、ノック回数ｋがカウントアップされる。ステップＡ２でノックを検出しない場合には、ステップＡ３をスキップして（ノック回数ｋのカウントアップを行わず）ステップＡ４に移行する。ステップＡ４では、点火回数ｎ及びノック回数ｋからノック発生確率Ｐが算出されるとともに、ノック発生確率Ｐの尤度Ｌが算出される。
　続くステップＡ５では、第一判定部１１において、尤度Ｌの大きさに基づいて点火時期θの変更の要否が判定される。一方、ステップＡ６では、第二判定部１２において、ノック強度Ｓ又はノック発生確率Ｐに基づいて点火時期θの変更の要否が判定される。ステップＡ７では、選択部１３において、所定条件に基づき、第一判定部１１及び第二判定部１２の何れか一方の判定結果が選択される。その後のステップＡ８では、ステップＡ７で選択された判定結果に基づき、点火時期θが制御される。
　図４のフローチャートについて説明する。図４のフローチャートのうち、ステップＡ１～Ａ３，Ａ８は図３のフローチャートと同一である。ステップＡ３に続くステップＢ１では、第一判定部１１において、直近の第一所定期間におけるノック発生確率Ｐが算出される。すなわち、第一所定期間前から現在までにおける点火回数ｎ及びノック回数ｋに基づきノック発生確率Ｐが算出される。ステップＢ２では、第一判定部１１において、このノック発生確率Ｐの尤度Ｌが算出されるとともに、目標尤度Ｌｔｇｔ及び尤度比Ｒが算出される。ステップＢ３では、第一判定部１１において、尤度比Ｒに基づいて点火時期θの変更の要否が判定される。
　一方、ステップＢ４では、第二判定部１２において、直近の第二所定期間における短期ノック発生確率ＰＳが算出される。すなわち、第二所定期間前から現在までにおける点火回数ｎ及びノック回数ｋに基づき短期ノック発生確率ＰＳが算出される。第二所定期間は、第一所定期間よりも短い期間である。続くステップＢ５では、第二判定部１２において、短期ノック発生確率ＰＳに基づいて点火時期θの変更の要否が判定される。ステップＢ６では、選択部１３において、短期ノック発生確率ＰＳが閾値Ｐｔｈ以下である（第一条件が成立する）か否かが判定される。
　ステップＢ６の条件が成立する場合にはステップＢ７に進み、選択部１３において、第一判定部１１の判定結果が選択される。ステップＢ６の条件が成立しない場合にはステップＢ８に進み、選択部１３において、第二判定部１２の判定結果が選択される。その後のステップＡ８では、ステップＢ７，Ｂ８で選択された判定結果に基づき、点火時期θが制御される。
　図５のフローチャートについて説明する。図５のフローチャートのうち、ステップＡ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３，Ｂ７，Ｂ８，Ａ８は図４のフローチャートと同一である。ステップＢ３に続くステップＣ１では、第二判定部１２において、ノック強度Ｓに基づいて点火時期θの変更の要否が判定される。ステップＣ２では、選択部１３において、エンジン１の運転状態が定常状態である（第二条件が成立する）か否かが判定される。ステップＣ２の条件が成立する場合にはステップＣ３に進み、成立しない場合にはステップＢ８に進む。
　ステップＣ３では、選択部１３において、ノック強度Ｓが所定強度Ｓｔｈ未満である（第三条件が成立する）か否かが判定される。ステップＣ３の条件が成立する場合にはステップＢ７に進み、成立しない場合にはステップＢ８に進む。ステップＢ７では、選択部１３において第一判定部１１の判定結果が選択され、ステップＢ８では、選択部１３において第二判定部１２の判定結果が選択される。その後のステップＡ８では、ステップＢ７，Ｂ８で選択された判定結果に基づき、点火時期θが制御される。
［３．グラフ］
　図６（Ａ）～（Ｆ）は、第一判定部１１による判定結果に基づく制御内容を説明するためのグラフである。図６（Ａ）はノック強度Ｓ、図６（Ｂ）はノック回数ｋ、図６（Ｃ）は点火回数ｎ、図６（Ｄ）はノック発生確率Ｐ、図６（Ｅ）は尤度比Ｒ、図６（Ｆ）は点火時期θを表す。なお、ノック強度Ｓからノックの発生有無も判定できる。点火回数ｎの値は、点火プラグ２による点火が実施される度に増加し、ノック回数ｋの値は、ノックが検出される度に増加する。点火回数ｎが変化する度にノック発生確率Ｐ及び尤度Ｌが算出され、予め設定された目標ノック発生確率Ｐｔｇｔや図示しない目標尤度Ｌｔｇｔに基づいて、尤度比Ｒが算出される。
　時刻ｔ１に尤度比Ｒが所定値Ｒｔｈ以下になると、第一判定部１１が点火時期θの変更を要すると判定する。この判定結果が選択部１３で選択されると、制御部１４は時刻ｔ１のノック発生確率Ｐに基づいて点火時期θの変更方向を判断する。時刻ｔ１のノック発生確率Ｐが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔよりも高い場合、制御部１４は点火時期θを遅角方向に制御する。制御部１４はノック発生確率Ｐが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔに一致するようにリタード量を制御する。点火時期θが変更されると、それまでの間にカウントされていた点火回数ｎ及びノック回数ｋの値がリセットされる。
　その後の時刻ｔ２に尤度比Ｒが再び所定値Ｒｔｈ以下になると、第一判定部１１が点火時期θの変更を要すると判定する。この判定結果が選択部１３で選択されると、制御部１４は時刻ｔ２のノック発生確率Ｐに基づいて点火時期θの変更方向を判断する。時刻ｔ２のノック発生確率Ｐが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔよりも低い場合、制御部１４は点火時期θを進角方向に制御する。制御部１４はノック発生確率Ｐが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔに一致するようにアドバンス量を制御する。
　図７（Ａ）～（Ｇ）は、第一条件の成立時に第一判定部１１による判定結果が選択され、第一条件の不成立時に第二判定部１２による判定結果が選択される制御内容を説明するためのグラフである。図７（Ａ）はノック強度Ｓ、図７（Ｂ）はノック回数ｋ、図７（Ｃ）は点火回数ｎ、図７（Ｄ）はノック発生確率Ｐ、図７（Ｅ）は短期ノック発生確率ＰＳ、図７（Ｆ）は尤度比Ｒ、図７（Ｇ）は点火時期θを表す。
　第一判定部１１は、図７（Ｂ）に示すように、比較的長い直近の第一所定期間を対象期間としてノック回数ｋ及び点火回数ｎをカウントし、これらの値に基づいてノック発生確率Ｐ（＝ｋ／ｎ）を算出する。ノック発生確率Ｐの値は、図７（Ｃ）に示すように、基本的には分母に相当する点火回数ｎが増加するほど小さい値として算出される。一方、尤度比Ｒの値は点火回数ｎが増加するほど低下しにくくなり、所定値Ｒｔｈ以下になりにくくなる。
　第二判定部１２は、ノック強度Ｓやノック発生確率Ｐに基づいて点火時期θの変更の要否を判定する。また、図７（Ｅ）に示すように、第一所定期間よりも短い第二所定期間を対象期間としてノック回数ｋＳ及び点火回数ｎＳをカウントし、これらの値に基づいて短期ノック発生確率ＰＳ（＝ｋＳ／ｎＳ）を算出する。短期ノック発生確率ＰＳの値は、第二所定期間の間にノックが発生しなければ０になり、連続ノックが発生すると急激に増加する。
　短期ノック発生確率ＰＳが閾値Ｐｔｈ以下である場合、第一条件が成立し、選択部１３が第一判定部１１の判定結果を選択する。これにより、制御部１４は尤度比Ｒ（尤度Ｌの大きさ）に基づいて点火時期θを制御する。例えば、尤度比Ｒが所定値Ｒｔｈを超えているならば、点火時期θがそのまま維持される。また、例えば尤度比Ｒが所定値Ｒｔｈ以下ならば、ノック発生確率Ｐに基づいて点火時期θを移動させる制御が実施される。
　時刻ｔ３に短期ノック発生確率ＰＳが閾値Ｐｔｈを超えると、第一条件が不成立となり、選択部１３が第二判定部１２の判定結果を選択する。これにより、制御部１４はノック強度Ｓやノック発生確率Ｐに基づいて点火時期θを制御する。例えば、時刻ｔ３のノック発生確率Ｐが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔよりも高い場合、制御部１４は点火時期θを遅角方向に制御する。第二判定部１２の判定結果に基づく制御は、尤度比Ｒが所定値Ｒｔｈ以下になる時刻ｔ４まで継続される。なお、第二判定部１２の判定結果に基づく制御は、ノック発生確率Ｐが目標ノック発生確率Ｐｔｇｔよりも低い場合に点火時期θを徐々に進角方向に制御し、点火時期θは第一条件が不成立となったとき（時刻ｔ３）の点火時期に戻るまで継続されるものとしてもよい。
　図８（Ａ）～（Ｇ）は、第二条件及び第三条件の成立時に第一判定部１１による判定結果が選択され、第二条件又は第三条件の不成立時に第二判定部１２による判定結果が選択される制御内容を説明するためのグラフである。図８（Ａ）はノック強度Ｓ、図８（Ｂ）はノック回数ｋ、図８（Ｃ）は点火回数ｎ、図８（Ｄ）はノック発生確率Ｐ、図８（Ｅ）はエンジントルク、図８（Ｆ）は尤度比Ｒ、図８（Ｇ）は点火時期θを表す。
　エンジン１が定常運転（エンジントルクがほぼ一定）の状態であって、ノック強度Ｓが所定強度Ｓｔｈ未満であるとき、第二条件及び第三条件が成立し、選択部１３が第一判定部１１の判定結果を選択する。これにより、制御部１４は尤度比Ｒ（尤度Ｌの大きさ）に基づいて点火時期θを制御する。例えば、尤度比Ｒが所定値Ｒｔｈを超えているならば、点火時期θがそのまま維持される。
　時刻ｔ５にノック強度Ｓが所定強度Ｓｔｈ以上になると、第三条件が不成立となり、選択部１３が第二判定部１２の判定結果を選択する。これにより、制御部１４はノック強度Ｓやノック発生確率Ｐに基づいて点火時期θを制御する。例えば、時刻ｔ５のノック強度Ｓに応じたリタード量が設定され、点火時期θが一時的に遅角方向へ移動する。このとき、ノック回数ｋや点火回数ｎのカウントがリセットされ、第一判定部１１による判定が停止する。その後、点火時期θを徐々に進角方向へ戻すような制御がなされる。点火時期θが元に戻る（時刻ｔ５での値となる）前に再びノックが検出された場合には、ノック強度Ｓに応じたリタードが繰り返される。時刻ｔ６に点火時期θが元に戻ると、第一判定部１１による判定が再開される。
　時刻ｔ７に尤度比Ｒが所定値Ｒｔｈ以下になると、第一判定部１１が点火時期θの変更を要すると判定する。このとき、第二条件及び第三条件が成立しているため、第一判定部１１の判定結果が選択部１３で選択される。制御部１４は、例えば時刻ｔ７のノック発生確率Ｐに基づいて点火時期θを制御する。点火時期θが変更されると、それまでの間にカウントされていた点火回数ｎ及びノック回数ｋの値がリセットされるとともに、尤度Ｌの値がリセットされる。
　時刻ｔ８～ｔ１０は、エンジントルクが大きく変動し、エンジン１の作動状態が非定常運転になっている期間である。この期間では第二条件は不成立となり、選択部１３が第二判定部１２の判定結果を選択する。例えば、この期間内である時刻ｔ９にノックが検出されると、時刻ｔ９のノック強度Ｓに応じたリタード量が設定され、点火時期θを一時的に遅角方向へ移動させた後に徐々に進角方向へ戻すような制御がなされる。なお、時刻ｔ１０にエンジン１の作動状態が定常運転に戻ると第二条件が成立し、第一判定部１１の判定結果が選択可能な状態となる。このとき、時刻ｔ９で変更された点火時期θが元の値（時刻ｔ９で変更される前の点火時期θ）に戻るまで、第一判定部１１の判定は再開されない。
［４．効果］
　（１）上記のエンジン制御装置１０は、エンジン１の点火時期θを制御することでノックを抑制するエンジン制御装置１０であって、第一判定部１１と第二判定部１２と選択部１３とを備える。第一判定部１１は、点火回数ｎ及びノック回数ｋに基づいてノック発生確率Ｐ及びノック発生確率Ｐの尤度Ｌを算出し、尤度Ｌの大きさに基づいて点火時期θの変更の要否を判定する。第二判定部１２は、ノック強度Ｓ又はノック発生確率Ｐを算出し、ノック強度Ｓ又はノック発生確率Ｐに基づいて点火時期θの変更の要否を判定する。選択部１３は、所定条件に基づき第一判定部１１及び第二判定部１２の何れか一方の判定結果を選択する。
　このように、第一判定部１１の判定結果と第二判定部１２の判定結果とを所定条件に応じて使い分けることにより、点火時期θの制御精度を改善でき、ノックを抑制しつつ燃費を改善できる。例えば、第一判定部１１の判定精度が向上しやすいエンジン１の運転状態で第一判定部１１の判定結果を採用することで、従来のノックリタード制御よりも点火時期θをややアドバンス寄りに維持しやすくなり、ノックを抑制しつつ燃費を改善できる。また、第一判定部１１の判定精度が低下しやすいエンジン１の運転状態では第二判定部１２の判定結果を採用することで、従来のノックリタード制御と同等の燃費でノックを抑制できる。
　（２）上記の第一判定部１１は、点火回数ｎ及びノック回数ｋと目標ノック発生確率Ｐｔｇｔとに基づいて目標尤度Ｌｔｇｔを算出するとともに尤度Ｌに対する目標尤度Ｌｔｇｔの比である尤度比Ｒを算出し、尤度比Ｒが所定値Ｒｔｈ以下になった場合に点火時期θの変更を要すると判定しうる。尤度比Ｒの値は、点火回数ｎが十分にあり、かつ、点火時期θが不適切である場合に小さくなる。したがって、尤度比Ｒと所定値Ｒｔｈとの大小関係を評価することで、第一判定部１１による判定結果の信頼性を高めることができ、点火時期θの制御精度をさらに改善できる。
　（３）上記のエンジン制御装置１０において、点火回数ｎ及びノック回数ｋは、例えば直近の第一所定期間における回数である。このような構成により、直近のエンジン１の作動状態をノック発生確率Ｐ及びその尤度Ｌに反映させることができ、点火時期θの変更タイミングを精度よく判定できる。したがって、点火時期θの制御精度を改善でき、ノックを抑制しつつ燃費を改善できる。
　（４）上記の選択部１３は、第一所定期間よりも短い直近の第二所定期間における短期ノック発生確率ＰＳが閾値Ｐｔｈ以下であるという第一条件の成立時に第一判定部１１の判定結果を選択し、第一条件の不成立時に第二判定部１２の判定結果を選択しうる。このように、短期間での頻繁なノック（連続ノック）の発生時に第一判定部１１の判定結果よりも第二判定部１２の判定結果を優先することで、エンジン１のノック抑制効果を向上させることができる。すなわち、連続ノックが発生しても、点火回数ｎが多ければ尤度Ｌや尤度比Ｒは大きく変化しないことが考えられ、ノック抑制が遅れる可能性が有るため、連続ノックを検知した場合は、第二判定部１２の判定結果を優先することで早期にノック抑制を行う。また、連続ノックが発生していなければ第一判定部１１の判定結果を優先することで、従来のノックリタード制御よりも点火時期θをややアドバンス寄りに維持でき、燃費を改善できる。
　（５）上記の選択部１３は、エンジン１が定常運転しているという第二条件の成立時に第一判定部１１の判定結果を選択し、第二条件の不成立時に第二判定部１２の判定結果を選択しうる。このような選択により、エンジン１の作動状態が安定している場合の燃費を改善できる。また、エンジン１の作動状態が過渡的に変動している場合には、エンジン１のノック抑制効果を向上させることができる。すなわち、エンジン１の作動状態が過渡的に変動している場合には、点火時期θとノック発生確率Ｐとの関係性が変化する（図２のベース特性マップと異なる）と考えられ、点火時期θをどれだけ移動させれば良いか正確に算出することができない可能性が有るため、第二判定部１２の判定結果を選択することでエンジン１のノックを抑制する。
　（６）上記のエンジン制御装置１０において、尤度Ｌの値は、例えばエンジン１の定常運転と非定常運転との間での変更に際してリセットされる。また、点火回数ｎやノック回数ｋについても、定常運転と非定常運転との間での変更に際してリセットされる。これにより、尤度Ｌや尤度比Ｒの算出精度を高めることができ、点火時期θの変更タイミングを精度よく判定できる。したがって、点火時期θの制御精度を改善でき、ノックを抑制しつつ燃費を改善できる。なお、エンジン１の定常運転と非定常運転との間での変更に限らず、点火時期θが変更された場合に尤度Ｌの値をリセットしてもよい。
　（７）上記の選択部１３は、ノック強度Ｓが所定強度Ｓｔｈ未満であるという第三条件の成立時に第一判定部１１の判定結果を選択し、第三条件の不成立時に第二判定部１２の判定結果を選択しうる。このように、強いノックの発生時に第一判定部１１の判定結果よりも第二判定部１２の判定結果を優先することで、エンジン１のノック抑制効果を向上させることができる。また、強いノックが発生していなければ第一判定部１１の判定結果を優先することで、従来のノックリタード制御よりも点火時期θをややアドバンス寄りに維持でき、燃費を改善できる。
　（８）上記のエンジン制御装置１０は、点火時期θとノック発生確率Ｐとの関係を表すベース特性マップ１５を備える。エンジン１の点火時期θは、ノック発生確率Ｐがベース特性マップ１５から算出される目標ノック発生確率Ｐｔｇｔに一致するように制御される。例えば、図２に示すベース特性マップ１５のグラフ上において、Ｙ座標がノック発生確率Ｐに対応する点のＸ座標であるベース点火時期θＢが算出される。その後、ベース点火時期θＢと実際の点火時期θｒｅａｌとの差に基づいて点火時期θが制御される。このように、ノック発生確率Ｐを目標ノック発生確率Ｐｔｇｔに追従させることで、点火時期θを適切に変化させること、すなわち不要に大きく変化させることを抑制でき、ノックを抑制しつつ燃費を改善できる。
［５．その他］
　上記の実施例はあくまでも例示に過ぎず、本実施例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。本実施例の各構成は、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせることができる。
　上記のエンジン制御装置１０は、自動車に搭載されるエンジン１だけでなく、船舶，駆動力生成装置，発電装置等に搭載されるエンジン１にも適用可能である。少なくとも第一判定部１１，第二判定部１２，選択部１３を有するエンジン制御装置１０を用いてエンジン１を制御することで、エンジン１のノックを抑制しつつ燃費を改善でき、上記の実施例と同様の効果を獲得できる。
　本件は、エンジンの点火時期を制御するエンジン制御装置の製造産業に利用可能であり、エンジン及びエンジン制御装置を含むエンジンシステムの製造産業に利用可能である。また、エンジン及びエンジン制御装置が搭載される車両の製造産業にも利用可能である。
１　エンジン
２　点火プラグ
３　ノックセンサ
４　水温センサ
５　クランク角センサ
６　エアフローセンサ
７　アクセル開度センサ
８　車速センサ
１０　エンジン制御装置
１１　第一判定部
１２　第二判定部
１３　選択部
１４　制御部
１５　ベース特性マップ
ｋ　ノック回数
ｎ　点火回数
Ｐ　ノック発生確率
ＰＳ　短期ノック発生確率
Ｌ　尤度
Ｒ　尤度比
θ　点火時期
Ｓ　ノック強度
Ｐｔｇｔ　目標ノック発生確率
Ｌｔｇｔ　目標尤度
θｒｅａｌ　実際の点火時期
θＢ　ベース点火時期
Ｐｔｈ　閾値
Ｒｔｈ　所定値
Ｓｔｈ　所定強度
 

Claims (8)

  1. 　エンジンの点火時期を制御することでノックを抑制するエンジン制御装置であって、
    　点火回数及びノック回数に基づいてノック発生確率及び前記ノック発生確率の尤度を算出し、前記尤度の大きさに基づいて前記点火時期の変更の要否を判定する第一判定部と、
    　ノック強度又は前記ノック発生確率を算出し、前記ノック強度又は前記ノック発生確率に基づいて前記点火時期の変更の要否を判定する第二判定部と、
    　所定条件に基づき前記第一判定部及び前記第二判定部の何れか一方の判定結果を選択する選択部とを備える
    ことを特徴とする、エンジン制御装置。
  2. 　前記第一判定部が、前記点火回数及び前記ノック回数と目標ノック発生確率とに基づいて目標尤度を算出するとともに前記尤度に対する前記目標尤度の比である尤度比を算出し、前記尤度比が所定値以下になった場合に前記点火時期の変更を要すると判定する
    ことを特徴とする、請求項１記載のエンジン制御装置。
  3. 　前記点火回数及び前記ノック回数が、直近の第一所定期間における回数である
    ことを特徴とする、請求項１記載のエンジン制御装置。
  4. 　前記選択部が、前記第一所定期間よりも短い直近の第二所定期間における前記ノック発生確率が閾値以下であるという第一条件の成立時に前記第一判定部の判定結果を選択し、前記第一条件の不成立時に前記第二判定部の判定結果を選択する
    ことを特徴とする、請求項３記載のエンジン制御装置。
  5. 　前記選択部が、前記エンジンが定常運転しているという第二条件の成立時に前記第一判定部の判定結果を選択し、前記第二条件の不成立時に前記第二判定部の判定結果を選択する
    ことを特徴とする、請求項１記載のエンジン制御装置。
  6. 　前記尤度の値が、前記エンジンの前記定常運転と非定常運転との間での変更に際してリセットされる
    ことを特徴とする、請求項５記載のエンジン制御装置。
  7. 　前記選択部が、前記ノック強度が所定強度未満であるという第三条件の成立時に前記第一判定部の判定結果を選択し、前記第三条件の不成立時に前記第二判定部の判定結果を選択する
    ことを特徴とする、請求項１記載のエンジン制御装置。
  8. 　前記点火時期と前記ノック発生確率との関係を表すベース特性マップを備え、
    　前記ノック発生確率が前記ベース特性マップから算出される目標ノック発生確率に一致するように前記点火時期が制御される
    ことを特徴とする、請求項１記載のエンジン制御装置。
     
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