JP3711320B2

JP3711320B2 - 内燃機関のノック制御装置

Info

Publication number: JP3711320B2
Application number: JP28549399A
Authority: JP
Inventors: 努森下; 康弘高橋; 浩一岡村; 満小岩; 豊大橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 1999-10-06
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: DE10005437A1; FR2799509A1; JP2001107830A; US6311672B1; DE10005437B4; FR2799509B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の燃焼時に点火プラグを介して流れるイオン電流に基づいて内燃機関のノックを検出し、ノック検出時に内燃機関の制御量を補正する装置に関し、特にノックが多発する過渡運転時において、バックグランドレベルの急増に起因した誤判定および誤制御を防止した内燃機関のノック制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関のノック制御装置においては、運転中にノック発生の有無を判定し、ノック発生が検出された場合には、内燃機関の損傷を防ぐために、ノック量に応じて内燃機関の制御量をノック抑制側（たとえば、点火時期を遅角側）に補正している。
【０００３】
また、内燃機関のノックを検出するためには、内燃機関の燃焼時に生じるイオン量の変化を用いた装置も提案されている。
イオン電流を用いた内燃機関のノック制御装置は、ノックセンサを用いることなく、各気筒毎のノック強度を検出することができるので、コストダウンを実現するうえで有効である。
【０００４】
この種の装置においては、イオン電流の重畳ノイズによるノック誤検出を防止するために、イオン電流検出信号に対してノイズ判定基準レベル（バックグランドレベル）が設定される。
【０００５】
たとえば特開平１０−９１０８号公報に記載された装置においては、ノック電流の検出信号に波形整形処理などを施した信号に対して、検出信号強度の平均値と運転状態に応じた不感帯領域（オフセット値）との和より算出されたバックグランドレベル（ノイズレベルの判定基準）を設定している。
【０００６】
図５は従来の内燃機関のノック制御装置を概略的に示すブロック図である。
また、図６は図５内の各信号の動作波形を示すタイミングチャートであり、イオン電流検出信号Ｅｉの波形整形信号Ｆｉにノック信号Ｋｉが重畳した場合を示している。
【０００７】
図５において、内燃機関（エンジン）の点火装置１は、一次巻線および二次巻線を有する点火コイルと、点火コイルの一次電流ｉ１（図６参照）を通電遮断するパワートランジスタと（ともに図示せず）を含む。
【０００８】
点火装置１内のパワートランジスタは、ＥＣＵ５からの点火信号Ｐに応答して、点火コイルの一次電流ｉ１をオンオフ（通電遮断）制御し、点火コイルは、パワートランジスタのオンオフに応答して、二次巻線から点火用高電圧Ｖ２（図６参照）を発生する。
【０００９】
点火プラグ２は、点火装置１から印加される点火用高電圧Ｖ２により点火火花を発生して、エンジンの各気筒内の混合気を所定タイミングで着火する。
すなわち、各制御対象気筒の点火プラグ２には、点火時期に応答して点火用高電圧が印加される。
【００１０】
イオン電流検出回路３は、燃焼時に点火プラグ２のギャップ間に流れるイオン電流を検出するために、点火装置１内の点火コイルを介して点火プラグ２にバイアス電圧を印加するバイアス手段（コンデンサ）と、イオン電流検出信号Ｅｉを出力する抵抗器と（ともに図示せず）を含む。
【００１１】
各種センサ４は、周知のスロットル開度センサ、クランク角センサおよび温度センサなどを含み、内燃機関の運転状態を示す各種センサ信号を生成する。
たとえば、各種センサ４内のクランク角センサは、エンジン回転数に応じたクランク角信号ＳＧＴ（図６参照）を出力する。
【００１２】
イオン電流検出信号Ｅｉおよびクランク角信号ＳＧＴを含む各種センサ信号は、マイクロコンピュータからなるＥＣＵ５に入力される。
クランク角信号ＳＧＴは、各気筒のクランク角基準位置を示したパルスエッジを有しており、ＥＣＵ５内において種々の制御演算に用いられる。
【００１３】
ＥＣＵ５は、イオン電流検出信号Ｅｉに基づいてノックを検出するノック検出手段６と、ノック検出手段６のノック検出結果に基づいて点火信号Ｐを遅角補正する点火制御手段７とを備えている。
【００１４】
点火制御手段７は、各種センサ４からの運転状態および比較手段１５からのノック判定結果に基づいて点火信号Ｐを生成するために、運転状態に応じてエンジンの点火時期を決定する点火時期演算手段と、ノック発生が判定されたときにノック検出量に応じた遅角量を演算して点火時期に反映させる点火時期補正手段とを含む。
【００１５】
なお、点火制御手段７に限らず、エンジンの制御量を演算する制御量演算手段としては、燃料噴射量および噴射時期を演算する燃料噴射制御手段（図示せず）などがある。また、ノック抑制用の制御量補正手段は、燃料噴射時期を遅角補正することもできる。
【００１６】
ＥＣＵ５内のノック検出手段６は、バンドパスフィルタからなるフィルタ手段１１、カウンタ手段１２、平均化手段１３、オフセット手段１４および比較手段１５を備えている。
【００１７】
フィルタ手段１１は、波形整形手段を含み、イオン電流検出信号Ｅｉの波形整形信号Ｆｉ（図６参照）から所定周波数帯域のノック信号Ｋｉを抽出する。
カウンタ手段１２は、波形処理手段を含み、ノック信号Ｋｉの波形処理後のパルス数Ｎをカウントする。
【００１８】
カウンタ手段１２は、ノックレベル算出手段を構成しており、ノック信号Ｋｉに基づいて、エンジンのノック状態に対応したパルス数Ｎ（ノックレベル信号）を算出する。
パルス数Ｎ（ノックレベル信号）は、ノック発生量を示している。
【００１９】
平均化手段１３は、パルス数Ｎを平均化処理してノックレベル平均値ＡＶＥを算出する。
オフセット手段１４は、ノックレベル平均値ＡＶＥをオフセットして、バックグランドレベルＢＧＬ（ノイズレベルの判断基準）を生成する。
【００２０】
オフセット手段１４は、エンジンの運転状態に応じてノックレベル平均値ＡＶＥに対するオフセット値ＯＦＳを算出するオフセット算出手段と、ノックレベル平均値ＡＶＥおよびオフセット値ＯＦＳを加算してバックグランドレベルＢＧＬを算出するバックグランドレベル算出手段とを含む。
【００２１】
比較手段１５は、ノック判定手段を構成しており、パルス数Ｎ（ノックレベル信号）とバックグランドレベルＢＧＬとを比較してエンジンのノック状態を判定する。比較手段１５は、パルス数ＮがバックグランドレベルＢＧＬを越えたときに、ノック発生を示す比較結果を出力する。
【００２２】
次に、図５、図６とともに、図７のフローチャートを参照しながら、従来の内燃機関のノック制御装置の動作について説明する。
まず、ＥＣＵ５は、各種センサ４からクランク角信号ＳＧＴなどを取り込み、運転状態に応じた種々の演算を行い、点火装置１などの各種アクチュエータに対して駆動信号を出力する。
【００２３】
たとえば、ＥＣＵ５は、点火信号Ｐにより点火装置１内のパワートランジスタをオンオフして一次電流ｉ１を通電遮断する。
このとき、一次電流ｉ１の通電時に点火コイルに発生する一次電圧Ｖ１により、イオン電流検出回路３内のバイアス電源（コンデンサ）が充電される。
【００２４】
また、一次電流ｉ１の遮断時（エンジンの点火時期に対応）に一次電圧Ｖ１が上昇し、点火コイルの二次巻線からは、さらに昇圧された二次電圧Ｖ２（数１０ｋＶ）が発生する。二次電圧Ｖ２は、点火制御気筒の点火プラグ２に印加されて燃焼室内の混合気を燃焼させる。
【００２５】
こうして混合気が燃焼すると、燃焼気筒の燃焼室内にイオンが発生するので、イオン電流検出回路３内のコンデンサに充電されたバイアス電圧は、点火制御直後の点火プラグ２を介して放電する。
【００２６】
イオン電流検出回路３内の抵抗器は、イオン電流を電圧変換してイオン電流検出信号Ｅｉとして出力する。
このように、燃焼後に点火プラグ２を介して流れるイオン電流は、イオン電流検出信号ＥｉとしてＥＣＵ５内のノック検出手段６に入力される。
【００２７】
このとき、エンジンにノックが発生した場合、イオン電流にノック振動成分が重畳するので、イオン電流検出信号Ｅｉの波形整形信号Ｆｉは、図６のように、ノック振動成分が重畳した波形となる。
【００２８】
イオン電流検出信号Ｅｉの処理動作を示す図７において、まず、ＥＣＵ５内のノック検出手段６のフィルタ手段１１は、イオン電流検出信号Ｅｉの波形整形信号Ｆｉからノック信号Ｋｉのみを抽出する（ステップＳ１）。
【００２９】
カウンタ手段１２は、ノック信号Ｋｉを波形整形してノックパルス列Ｋｐに変換した後、ノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎをカウントする（ステップＳ２）。
パルス数Ｎは、ノック強度と大きく関連しており、後述するように、ノック判定に用いられるとともに、次回のバックグランドレベルＢＧＬの更新演算に用いられる。
【００３０】
すなわち、ノック検出手段６内の比較手段１５は、パルス数Ｎと前回算出済みのバックグランドレベルＢＧＬとを比較し、パルス数ＮがバックグランドレベルＢＧＬよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００３１】
パルス数Ｎは、ノック強度が大きくなればなるほど大きくなるので、比較手段１５は、パルス数Ｎの大きさに基づいてノックの有無およびノック強度を判定することができる。
【００３２】
点火制御手段７は、ステップＳ３において、Ｎ＞ＢＧＬ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、点火時期を遅角（ノックを抑制）するための遅角制御量を計算し（ステップＳ４）、Ｎ≦ＢＧＬ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、点火時期を進角するための進角制御量を計算する（ステップＳ５）。
【００３３】
このとき、点火制御手段７は、ステップＳ４においては、前回および今回の点火制御時の遅角補正量を参照し、ステップＳ５においては、前回の点火制御時の進角補正量を参照して、それぞれ制御量を計算する。
【００３４】
また、ステップＳ３において、Ｎ＞ＢＧＬ（ノック発生）の状態が連続して判定されれば、遅角量を順次積算していき、ノック発生が判定されなくなった時点で遅角量の積算を停止させる。
【００３５】
ノック判定用の比較基準となるバックグランドレベルＢＧＬ（所定パルス数）は、エンジン回転数や検出信号Ｅｉの波形整形レベルなどによっても異なるが、たとえば、５〜２０程度の値に設定される。
【００３６】
こうして、パルス数Ｎに基づき、比較手段１５によりノック発生が検出された場合には、ノック抑制側に制御量を補正（すなわち、ノック発生気筒に対する点火時期を最適化）することにより、ノックを効果的に抑制することができる。
【００３７】
一方、ノック検出手段６内の平均化手段１３は、パルス数Ｎを平均化処理（フィルタ処理）し、以下の（１）式、（２）式を用いてノックレベル平均値ＡＶＥを算出する（ステップＳ６）。
【００３８】
ＡＶＥ＝ＡＶＥ（ｎ−１）×ＫＦ＋ＮＰ×（１−ＫＦ）・・・（１）
ＮＰ＝ｍａｘ｛Ｎ−ＢＧＬ（ｎ−１），０｝・・・（２）
【００３９】
ただし、（１）式において、ＡＶＥ（ｎ−１）はノックレベル平均値ＡＶＥの前回値、ＫＦは平均化処理係数（０＜ＫＦ＜１）である。また、（２）式において、ＢＧＬ（ｎ−１）はバックグランドレベルＢＧＬの前回値である。
【００４０】
また、オフセット手段１４は、ノックレベル平均値ＡＶＥにオフセット値ＯＦＳを加算して、以下の（３）式のようにバックグランドレベルＢＧＬを算出する（ステップＳ７）。
【００４１】
ＢＧＬ＝ＡＶＥ＋ＯＦＳ・・・（３）
【００４２】
最後に、ＥＣＵ５は、（３）式により算出されたバックグランドレベルＢＧＬを、次回の点火制御時のノック判定用の比較基準としてオフセット手段１４に格納し（ステップＳ８）、図７の処理ルーチンを終了する。
【００４３】
次に、図８および図９の説明図を参照しながら、過渡運転状態（加減速状態）において、ノックレベル平均値ＡＶＥが増加した場合のノック検出動作について説明する。
図８および図９において、横軸は時間、縦軸（棒グラフ状に示す各レベル）はパルス数Ｎであり、ノイズレベルに相当するパルス数Ｐｎおよびノック発生レベルに相当するパルス数Ｐｋが示されている。
【００４４】
また、各図において、実線曲線はノックレベル平均値ＡＶＥの時間変化、点線曲線はオフセット値ＯＦＳの時間変化であり、一点鎖線曲線は、バックグランドレベルＢＧＬ（＝ＡＶＥ＋ＯＦＳ）の時間変化である。
【００４５】
図８は定常状態から加速状態にシフトして定常状態に復帰した場合の時間変化を示しており、オフセット値ＯＦＳ（点線）は、エンジン回転数の上昇にともなって増加している。
【００４６】
図９は定常状態から減速状態にシフトして定常状態に復帰した場合の時間変化を示しており、オフセット値ＯＦＳ（点線）は、エンジン回転数の低下にともなって減少している。
【００４７】
図８において、定常状態でのパルス数Ｎ（ノックレベル信号）に基づくバックグランドレベルＢＧＬ（ノック判定レベル）は、比較的安定に且つ適切に推移している。
【００４８】
したがって、ノック発生レベルに相当するパルス数Ｐｋが検出された場合には、Ｎ＞ＢＧＬによりノック判定が正常に行われ、また、ノイズレベルに相当するパルス数Ｐｎが検出された場合には、Ｎ≦ＢＧＬによりノイズ判定が正常に行われる。
【００４９】
しかし、図８のように、加速状態にシフトした場合には、ノックが頻発するので、ノックレベル平均値ＡＶＥが急増し、ノックレベル平均値ＡＶＥに追従してバックグランドレベルＢＧＬも急増する。
【００５０】
したがって、加速状態においては、バックグランドレベルＢＧＬが適切に推移しないので、ノックレベルのパルス数ＰｋがバックグランドレベルＢＧＬ以下となってしまい、ノックレベルのパルス数Ｐｋのほとんどがノイズレベルと誤判定されてしまう。
【００５１】
同様に、図９のように、定常状態から減速状態にシフトした場合においても、ノックが頻発するので、ノックレベル平均値ＡＶＥが急増してバックグランドレベルＢＧＬも急増する。
【００５２】
したがって、減速状態においても、バックグランドレベルＢＧＬが適切に推移せず、ノックレベルのパルス数ＰｋのほとんどがバックグランドレベルＢＧＬ以下となってしまい、誤ってノイズレベルと判定されてしまう。
【００５３】
また、減速状態から定常状態にシフトした直後においても、減速時に増加したノックレベル平均値ＡＶＥが十分に減少しないので、ノックレベルのパルス数ＮがバックグランドレベルＢＧＬを越えずに、誤ったノイズ判定がされる場合がある。
【００５４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関のノック制御装置は以上のように、過渡運転状態においてノック頻発によるノックレベル平均値ＡＶＥの急増を抑制する手段を具備していないので、過渡状態においてバックグランドレベルＢＧＬが急増してしまい、ノックレベルを正確に判定することができず、ノック制御性が低下するという問題点があった。
【００５５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、過渡状態においてもバックグランドレベルを最適値に維持することにより、ノックレベル信号のノイズ誤検出を防止して、信頼性を向上させた内燃機関のノック制御装置を得ることを目的とする。
【００５６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る内燃機関のノック制御装置は、内燃機関の運転状態を検出する各種センサと、内燃機関の燃焼時に点火プラグを介して流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、イオン電流に基づいて内燃機関のノック状態に対応したノックレベル信号を算出するノックレベル算出手段と、ノックレベル信号を平均化処理してノックレベル平均値を算出する平均化手段と、ノックレベル平均値に基づいてバックグランドレベルを算出するバックグランドレベル算出手段と、ノックレベル信号とバックグランドレベルとを比較して内燃機関のノック状態を判定するノック判定手段と、内燃機関の運転状態およびノック判定手段の判定結果に基づいて内燃機関の制御量を演算する制御量演算手段とを備えた内燃機関のノック制御装置において、運転状態が過渡状態にあることを判定する過渡判定手段と、過渡判定手段からの過渡判定信号に応じてノックレベル平均値を減少補正する平均値補正手段とを設けたものである。
【００５７】
また、この発明の請求項２に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、平均値補正手段の減少補正処理を選択的に禁止する補正禁止手段を設け、補正禁止手段は、平均値補正手段がノックレベル平均値の減少補正処理を開始してから所定期間が経過するまでは、過渡判定信号に応じた再度の減少補正処理を禁止するものである。
【００５８】
また、この発明の請求項３に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項２において、所定期間は、ノックレベル平均値の減少補正処理が開始されてからノックレベル平均値が定常値に復帰するまでの期間に対応するように設定されたものである。
【００５９】
また、この発明の請求項４に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、平均値補正手段は、減少補正処理の開始直後でのノックレベル平均値の最小値を０に設定したものである。
【００６０】
また、この発明の請求項５に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、平均値補正手段は、内燃機関の運転状態に応じてノックレベル平均値の減少補正量を可変設定したものである。
【００６１】
また、この発明の請求項６に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１おいて、過渡判定手段は、内燃機関の負荷パラメータの変化率が所定値を越えた場合に過渡判定信号を生成するものである。
【００６２】
また、この発明の請求項７に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１おいて、平均化手段は、ノックレベル平均値の増加側に対してノックレベル信号の反映率を大きく設定する第２の平均化手段を含み、平均値補正手段は、第２の平均化手段により算出される第２のノックレベル平均値を減少補正するものである。
【００６３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を概略的に示すブロック図であり、前述（図５参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００６４】
図１において、ＥＣＵ５Ａ内のノック検出手段６Ａは、フィルタ手段１１〜比較手段１５に加えて、さらに、過渡判定手段１６、平均値補正手段１７および補正禁止手段１８を備えている。
【００６５】
この場合、平均化手段１３Ａは、ノックレベル平均値ＡＶＥの増加側に対してパルス数Ｎ（ノックレベル信号）の反映率を大きく設定する第２の平均化手段（図示せず）を含み、第２の平均化手段により算出された第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２を生成する。
【００６６】
したがって、オフセット手段１４Ａは、第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２にオフセット値ＯＦＳを加算してバックグランドレベルＢＧＬＡを生成し、比較手段１５は、パルス数ＮをバックグランドレベルＢＧＬＡと比較する。
【００６７】
過渡判定手段１６は、各種センサ４の検出情報に含まれる負荷パラメータ（たとえば、スロットル開度または吸気圧など）に基づいて、エンジンの運転状態が過渡状態にあることを判定し、負荷パラメータの変化率が過渡状態を示す所定値を越えた場合に過渡判定信号Ｈを生成する。
【００６８】
平均値補正手段１７は、過渡判定信号Ｈに応じて、ノックレベル平均値ＡＶＥ２を減少補正するための平均値補正係数Ｘを選択的に設定する。
これにより、平均化手段１３Ａにおいて、ノックレベル平均値ＡＶＥ２が減少補正され、オフセット手段１４Ａにおいて、バックグランドレベルＢＧＬＡが最適値に補正設定される。
【００６９】
補正禁止手段１８は、平均値補正手段１７がノックレベル平均値ＡＶＥ２の減少補正処理を開始してから所定期間が経過するまでは、補正禁止信号Ｊを生成して、過渡判定信号Ｈに応じた再度の減少補正処理を禁止する。
【００７０】
補正禁止手段１８内の所定期間は、平均値補正手段１７によるノックレベル平均値ＡＶＥ２の減少補正処理が開始されてから、ノックレベル平均値ＡＶＥ２が定常値に復帰するまでの期間に対応するように設定されている。
【００７１】
次に、図２のフローチャートを参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１の動作について説明する。
図２において、前述（図７参照）と同様のステップＳ１〜Ｓ８については、同一符号を付して詳述を省略する。なお、ステップＳ３Ａ、Ｓ６Ａ、Ｓ７Ａは、それぞれ、前述のステップＳ３、Ｓ６、Ｓ７に対応している。
【００７２】
まず、ノック検出手段６Ａ内の過渡判定手段１６は、ＥＣＵ５Ａに入力された運転情報に含まれる負荷パラメータ（スロットル開度など）を取得する（ステップＳ１０）。
【００７３】
続いて、補正禁止手段１８は、減少補正の開始から所定期間（再補正処理禁止期間）内であるか否かを判定し（ステップＳ１１）、減少補正の開始から所定期間内である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、補正禁止信号Ｊを生成して、直ちに通常処理ステップＳ１に進む。
【００７４】
これにより、平均値補正手段１７によるノックレベル平均値ＡＶＥ２の減少補正処理の開始から所定期間内においては、連続的な補正処理による過度な減少補正が禁止される。
【００７５】
一方、ステップＳ１１において、減少補正の開始から所定期間内の状態でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、補正禁止手段１８は、補正禁止信号Ｊを生成せず、過渡判定手段１６の判定処理を有効にする。
【００７６】
すなわち、過渡判定手段１６は、負荷パラメータの変化率に基づいて、現在の運転状態が過渡（加減速）状態か否かを判定し（ステップＳ１２）、過渡状態である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、過渡判定信号Ｈを生成する。
【００７７】
したがって、平均値補正手段１７は、過渡判定信号Ｈに応答して、平均値補正係数Ｘを設定し（ステップＳ１３）、通常処理ステップＳ１に進む。
一方、ステップＳ１２において、過渡状態でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１３を実行せずに、直ちにステップＳ１に進む。
【００７８】
以下、ノック検出手段６Ａは、イオン電流検出信号Ｅｉからノック信号Ｋｉを取得（ステップＳ１）し、ノック周波数のパルス数Ｎをカウント（ステップＳ２）し、ノック判定（ステップＳ３Ａ）に基づく点火時期制御量の演算（ステップＳ４、Ｓ５）を実行する。
【００７９】
続いて、ノック検出手段６Ａ内の平均化手段１３Ａは、以下の（４）式により、平均値補正係数Ｘを用いて減少補正された第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２を算出する（ステップＳ６Ａ）。
【００８０】
ＡＶＥ２＝ＡＶＥ２（ｎ−１）＋｛ＮＰ−ＡＶＥ２（ｎ−１）｝×ＫＦ２−Ｘ・・・（４）
【００８１】
ただし、（４）式において、ＡＶＥ２（ｎ−１）は第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２の前回値、ＫＦ２は第２の平均化処理係数（ＫＦ２＞１）である。
【００８２】
第２の平均化処理係数ＫＦ２は、パルス数Ｎの大きさによって可変設定され、パルス数Ｎが前回の第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２（ｎ−１）よりも大きいほど大きい係数値に設定される。
【００８３】
したがって、（４）式の平均化処理によれば、第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２は、ノイズレベル増大側に対して追従性が速くなり、ピークノイズに近い値に設定される。
【００８４】
また、オフセット手段１４Ａは、ステップＳ６Ａで算出された第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２を用いて、以下の（５）式のように、バックグランドレベルＢＧＬＡを算出する（ステップＳ７Ａ）。
【００８５】
ＢＧＬＡ＝ＡＶＥ２＋ＯＦＳ・・・（５）
【００８６】
最後に、（５）式から算出されたバックグランドレベルＢＧＬＡを、ステップＳ３Ａで用いられる次回のノック判定値として格納し（ステップＳ８）、図２の処理ルーチンを終了する。
【００８７】
次に、図３および図４の説明図を参照しながら、この発明の実施の形態１による過渡状態でのノック検出動作について説明する。
図３および図４は前述の図８および図９に対応しており、前述と同様のものについては同一符号を付して詳述を省略する。
【００８８】
この場合、実線曲線は第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２の時間変化、点線曲線はオフセット値ＯＦＳの時間変化であり、一点鎖線曲線は、補正後のバックグランドレベルＢＧＬＡ（＝ＡＶＥ２＋ＯＦＳ）の時間変化である。
【００８９】
図３、図４において、過渡状態でのノックレベル平均値ＡＶＥ２（実線）は、過渡判定信号Ｈに応答して減少補正され、これと同時にバックグランドレベルＢＧＬＡ（一点鎖線）も減少補正されている。
【００９０】
図３のように加速状態によりノックレベルのパルス数Ｐｋが頻発すると、第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２が急増しようとするが、上記（４）式のように、過渡判定信号Ｈに応答して平均値補正係数Ｘにより減算補正されるので、ノック判定用のバックグランドレベルＢＧＬＡ（一点鎖線）の急増は抑制される。
【００９１】
したがって、バックグランドレベルＢＧＬＡが適正化され、ノック発生レベルに相当するパルス数Ｐｋが検出された場合には、Ｎ＞ＢＧＬＡによりノック判定が正常に行われ、ノイズ誤判定を防止することができる。また、ノイズレベルに相当するパルス数Ｐｎが検出された場合には、Ｎ≦ＢＧＬＡによりノイズ判定が正常に行われる。
【００９２】
また、一旦、過渡判定信号Ｈに応答して、平均値補正手段１７が減少補正を実行した後は、バックグランドレベルＢＧＬＡが定常値に復帰するのに要する十分な所定期間Ｔ（所定点火回数）が経過するまでは、次の過渡判定信号Ｈが生成されても続けて減少補正されることがないので、過度の減少補正は防止される。
【００９３】
一方、図４のように減速状態にシフトした場合も、同様にノックの頻発により第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２が急増するので、オフセット値ＯＦＳが減少しても、バックグランドレベルＢＧＬＡは急増しようとする。
【００９４】
しかし、過渡判定信号Ｈに応答して、平均値補正手段１７が第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２を減少補正するので、バックグランドレベルＢＧＬＡ（一点鎖線）は、増加が抑制されて適正化され、ノック判定およびノイズ判定が正常に行われる。
【００９５】
この場合も、減速（過渡）状態において、平均値補正手段１７が減少補正を開始した後の所定期間Ｔ中は、次の過渡判定信号Ｈが生成されても、続けて減少補正が実行されることはない。
【００９６】
また、減速状態から定常状態にシフトした直後においても、減速（過渡）中の第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２の増加量が抑制されるので、ノックレベルのパルス数ＰｋがバックグランドレベルＢＧＬＡを越えて、正常にノック判定を行うことができる。
【００９７】
このように、過渡状態において、過渡判定信号Ｈに応じて第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２を減少補正することにより、ノイズレベル判定基準となるバックグランドレベルＢＧＬＡを最適値に推移させることができる。
【００９８】
したがって、過渡状態においてノックが頻発しても、適正なノック判定に基づいてノック検出の信頼性を維持することができ、ノック発生時の点火時期の遅角制御状態を向上させることができる。
【００９９】
また、補正禁止手段１８により、減少補正の開始から所定期間Ｔが経過するまでは再度の減少補正を禁止するので、第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２の過度の減少補正を防止することができる。
【０１００】
すなわち、第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２は、過渡判定時において一旦減少補正された後は、各演算タイミング（点火制御）毎に検出されるパルス数Ｎのレベルに追従して徐々に上昇していくので、所定期間Ｔ内において定常値に復帰することができる。
【０１０１】
なお、ここでは、所定期間Ｔを点火回数により設定したが、エンジン回転数に応じた時間をマップ値として設定してもよい。
【０１０２】
また、ノックレベル信号として、ノック信号Ｋｉのパルス数Ｎを用いたが、周知のように、ノック信号Ｋｉのピーク値または積分値など任意のパラメータが用いられ得ることは言うまでもない。
【０１０３】
また、スロットル開度の変化率から過渡状態を判定したが、各種センサ４から得られる他の負荷パラメータ（たとえば、エンジン吸気量または吸気管内の負圧など）の変化率に基づいて過渡状態を判定してもよい。
【０１０４】
また、第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２から平均値補正係数Ｘ（たとえば、０≦Ｘ≦４の範囲内の値）を減算して減少補正したが、平均値補正手段１７において、０≦Ｘ＜１の範囲内の平均値補正係数Ｘを設定し、これを第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２に乗算することにより減少補正してもよい。
【０１０５】
また、ノイズレベルの増加方向に対するノックレベル平均値の応答性をよくするために、第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２を算出する平均化手段１３Ａを用いたが、一般的なノックレベル平均値ＡＶＥを算出する平均化手段１３（図５参照）を用いてもよい。
【０１０６】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、過渡状態において平均値補正手段１７により設定される平均値補正係数Ｘの条件について特に言及しなかったが、減少補正処理の開始直後における第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２の最小値を「０」にするように平均値補正係数Ｘを設定してもよい。
【０１０７】
この場合、定常状態から過渡状態にシフトした直後において、バックグランドレベルＢＧＬＡがオフセット値ＯＦＳと一致した値に減少補正されるので、バックグランドレベルＢＧＬＡの急増を確実に且つ速やかに抑制することができる。
【０１０８】
また、バックグランドレベルＢＧＬＡとして必要最小限のオフセット値ＯＦＳの成分が確保されるので、ノイズ成分をノック成分として誤判定することを防止することができる。
【０１０９】
実施の形態３．
また、過渡判定時の運転状態に応じて、平均値補正係数Ｘを可変設定してもよい。
この場合、たとえば、エンジン回転数が低回転領域の場合には、第２のノックレベル平均値ＡＶＥ２の減少補正量を小さく設定することにより、不必要な減少補正を抑制することができる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、内燃機関の運転状態を検出する各種センサと、内燃機関の燃焼時に点火プラグを介して流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、イオン電流に基づいて内燃機関のノック状態に対応したノックレベル信号を算出するノックレベル算出手段と、ノックレベル信号を平均化処理してノックレベル平均値を算出する平均化手段と、ノックレベル平均値に基づいてバックグランドレベルを算出するバックグランドレベル算出手段と、ノックレベル信号とバックグランドレベルとを比較して内燃機関のノック状態を判定するノック判定手段と、内燃機関の運転状態およびノック判定手段の判定結果に基づいて内燃機関の制御量を演算する制御量演算手段とを備えた内燃機関のノック制御装置において、運転状態が過渡状態にあることを判定する過渡判定手段と、過渡判定手段からの過渡判定信号に応じてノックレベル平均値を減少補正する平均値補正手段とを設け、過渡状態においてもバックグランドレベルを最適値に維持するようにしたので、ノックレベル信号のノイズ誤検出を防止して、信頼性を向上させた内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１１１】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、平均値補正手段の減少補正処理を選択的に禁止する補正禁止手段を設け、補正禁止手段は、平均値補正手段がノックレベル平均値の減少補正処理を開始してから所定期間が経過するまでは、過渡判定信号に応じた再度の減少補正処理を禁止するようにしたので、過度の減少補正を防止して信頼性を向上させた内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１１２】
また、この発明の請求項３によれば、請求項２において、所定期間は、ノックレベル平均値の減少補正処理が開始されてからノックレベル平均値が定常値に復帰するまでの期間に対応するように設定され、ノックレベル平均値を十分に定常値に復帰させるようにしたので、信頼性を向上させた内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１１３】
また、この発明の請求項４によれば、請求項１において、平均値補正手段は、減少補正処理の開始直後でのノックレベル平均値の最小値を０に設定したので、過渡状態の直後において速やかにノックレベル平均値を減少補正することができ、信頼性を向上させた内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１１４】
また、この発明の請求項５によれば、請求項１において、平均値補正手段は、内燃機関の運転状態に応じてノックレベル平均値の減少補正量を可変設定したので、運転状態に応じた最適値にノックレベル平均値を減少補正することができ、信頼性を向上させた内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１１５】
また、この発明の請求項６によれば、請求項１おいて、過渡判定手段は、内燃機関の負荷パラメータの変化率が所定値を越えた場合に過渡判定信号を生成するようにしたので、過渡状態における制御信頼性を向上させた内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１１６】
また、この発明の請求項７によれば、請求項１おいて、平均化手段は、ノックレベル平均値の増加側に対してノックレベル信号の反映率を大きく設定する第２の平均化手段を含み、平均値補正手段は、第２の平均化手段により算出される第２のノックレベル平均値を減少補正するようにしたので、ノイズレベルの増加方向に対する応答性を速くして信頼性を向上させた内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による平均値補正動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１による加速状態でのノック検出動作を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１による減速状態でのノック検出動作を示す説明図である。
【図５】従来の内燃機関のノック制御装置を示すブロック図である。
【図６】従来の内燃機関のノック制御装置の動作を示す波形図である。
【図７】従来の内燃機関のノック制御装置によるバックグランドレベル算出動作を示すフローチャートである。
【図８】従来の内燃機関のノック制御装置による加速状態でのノック検出動作を示す説明図である。
【図９】従来の内燃機関のノック制御装置による減速状態でのノック検出動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１点火装置、２点火プラグ、３イオン電流検出回路、４各種センサ、５ＡＥＣＵ、６Ａノック検出手段、７点火制御手段（制御量演算手段）、１１フィルタ手段、１２カウンタ手段（ノックレベル算出手段）、１３Ａ平均化手段、１４Ａオフセット手段（バックグランドレベル算出手段）、１５比較手段（ノック判定手段）、１６過渡判定手段、１７平均値補正手段、１８補正禁止手段、ＡＶＥ２第２のノックレベル平均値、ＢＧＬＡバックグランドレベル、Ｅｉイオン電流検出信号、Ｈ過渡判定信号、Ｊ補正禁止信号、Ｋｉノック信号、Ｎパルス数（ノックレベル信号）、Ｔ所定期間、Ｘ平均値補正係数、Ｓ３Ａノック発生を判定するステップ、Ｓ６Ａノックレベル平均値を算出するステップ、Ｓ７Ａ補正後のバックグランドレベルを算出するステップ、Ｓ１０負荷パラメータを取得するステップ、Ｓ１１所定期間経過を判定するステップ、Ｓ１２過渡状態を判定するステップ、Ｓ１３平均値補正係数を設定するステップ。

Claims

内燃機関の運転状態を検出する各種センサと、
前記内燃機関の燃焼時に点火プラグを介して流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、
前記イオン電流に基づいて前記内燃機関のノック状態に対応したノックレベル信号を算出するノックレベル算出手段と、
前記ノックレベル信号を平均化処理してノックレベル平均値を算出する平均化手段と、
前記ノックレベル平均値に基づいてバックグランドレベルを算出するバックグランドレベル算出手段と、
前記ノックレベル信号と前記バックグランドレベルとを比較して前記内燃機関のノック状態を判定するノック判定手段と、
前記内燃機関の運転状態および前記ノック判定手段の判定結果に基づいて前記内燃機関の制御量を演算する制御量演算手段と
を備えた内燃機関のノック制御装置において、
前記運転状態が過渡状態にあることを判定する過渡判定手段と、
前記過渡判定手段からの過渡判定信号に応じて前記ノックレベル平均値を減少補正する平均値補正手段と
を設けたことを特徴とする内燃機関のノック制御装置。
前記平均値補正手段の減少補正処理を選択的に禁止する補正禁止手段を設け、
前記補正禁止手段は、前記平均値補正手段が前記ノックレベル平均値の減少補正処理を開始してから所定期間が経過するまでは、前記過渡判定信号に応じた再度の減少補正処理を禁止することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック制御装置。
前記所定期間は、前記ノックレベル平均値の減少補正処理が開始されてから前記ノックレベル平均値が定常値に復帰するまでの期間に対応するように設定されたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のノック制御装置。
前記平均値補正手段は、減少補正処理の開始直後での前記ノックレベル平均値の最小値を０に設定したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック制御装置。
前記平均値補正手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記ノックレベル平均値の減少補正量を可変設定したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック制御装置。
前記過渡判定手段は、前記内燃機関の負荷パラメータの変化率が所定値を越えた場合に前記過渡判定信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック制御装置。
前記平均化手段は、前記ノックレベル平均値の増加側に対して前記ノックレベル信号の反映率を大きく設定する第２の平均化手段を含み、
前記平均値補正手段は、前記第２の平均化手段により算出される第２のノックレベル平均値を減少補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック検出装置。