JP6414003B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノッキングの有無を判定することのできるエンジン制御装置に関する。

ノッキングの有無を判定する装置が、たとえば特許文献１に開示されている。

特開２０１２−１０３１５７号公報

特許文献１に開示のノッキング判定装置によれば、ノッキングの有無を判定することはできるが、ノックレベルを判定することはできない。このため、このような判定方法を用いたエンジン制御装置においては、点火時期を最適化することが困難である。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、ノッキングの有無に加えて、ノックレベルについても判定することのできるエンジン制御装置を提供することを目的とする。

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつは、外部からエンジンの音又は振動を取得して、複数の振動モードの各共振周波数をそれぞれ含む複数の周波数帯の振動成分をそれぞれ抽出する抽出部（４２）と、
抽出された複数の周波数帯の振動成分を合成して合成振動波形を生成する波形合成部（４４）と、
所定時間分の合成振動波形を時間平均処理して時間平均値を算出する算出部（４６）と、
複数の周波数帯のうち、最も低い共振周波数を含む周波数帯の振動成分のピーク強度を検出するピーク検出部（４８）と、
第１閾値及び第２閾値が予め格納された記憶部（５０）と、
時間平均値と第１閾値とを比較する第１比較処理と、ピーク強度と第２閾値とを比較する第２比較処理とにより、ノッキングの有無と、ノックレベルが第１ノックレベル及び第１ノックレベルよりも高い第２ノックレベルのいずれであるかと、を判定する判定部（５２）と、
を備える。

第１ノックレベルは、ノックレベルとしてノッキングなしと第２ノックレベルとの間に位置する。第１ノックレベルの振動は、第２ノックレベルの振動に較べて振動のピーク強度が小さい。また、第１ノックレベルの振動は、発生頻度は多いが、強度のばらつきが大きい。

本開示では、抽出部が、複数の振動モードにおける各共振周波数をそれぞれ含む複数の周波数帯の振動成分をそれぞれ抽出する。そして、波形合成部が、抽出された複数の周波数帯の振動成分について波形合成する。これにより、ノックレベルの低い第１ノックレベルとノッキングなしとを判別しやすくすることができる。また、算出部が、合成振動波形を時間平均処理して時間平均値を算出する。これにより、第１ノックレベルの振動の強度ばらつきを低減できる。したがって、時間平均値と第１閾値との比較により、ノッキングなしと、第１ノックレベル以上のノックレベルと、を判別することができる。

また、ピーク検出部が、抽出された複数の周波数帯のうち、最も低い共振周波数を含む周波数帯の振動成分のピーク強度を検出する。一般的に、複数の振動モードにおいて、周波数が低いほど共振周波数のピーク強度が高い。したがって、ピーク強度と第２閾値との比較により、第２ノックレベルと、第１ノックレベル以下と、を判別することができる。

以上により、本開示によれば、ノッキングの有無に加えて、ノックレベルについても判定することができる。具体的には、ノッキングなし、第１ノックレベル、第２ノックレベルのいずれに該当するかを判定することができる。これにより、従来よりも点火時期を最適化することができる。

第１実施形態に係るエンジン制御装置の概略構成を示す図である。 振動モードを示す図である。 ノッキングなしの波形を示す図である。 第１ノックレベルの振動の波形を示す図である。 第１ノックレベルと第２ノックレベルの判別を説明するための図である。 ノック判定処理を示すフローチャートである。 第２実施形態において、ノック判定処理を示すフローチャートである。 第３実施形態において、ノック判定処理を示すフローチャートである。 周波数分離を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。なお、各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。

（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態に係るエンジン制御装置の概略構成を説明する。以下において、エンジン制御装置を、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）と示す。

図１に示すエンジンＥＣＵ１０は、車両のエンジンルームに配置されている。エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１００の駆動を制御する。エンジンＥＣＵ１０は、マイコン２０、点火制御ＩＣ３０、及びノック制御ＩＣ４０などを備えている。

マイコン２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、及びＩ／Ｏポートなどを備えて構成されたマイクロコンピュータである。マイコン２０において、ＣＰＵが、ＲＡＭやレジスタの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに予め記憶された制御プログラム、バスを介して取得した各種データなどに応じて信号処理を行う。また、この信号処理で得られた信号を、バスなどに出力したりする。このようにして、マイコン２０は、各種機能を実行する。

たとえば、マイコン２０は、エンジンが出力すべき目標トルクを算出する。また、エンジンが要求される目標トルクを生じるために、図示しないスロットルバルブを適切な開度に制御するとともに、エンジンの燃料噴射量及び点火時期を制御する。このため、マイコン２０は、点火時期制御部２２を有している。

点火時期制御部２２は、図示しないカム角センサの信号に基づき、点火すべき気筒を判別する。点火時期制御部２２は、図示しないクランク角センサ、エアフロメータ、水温センサなどの信号を取得して、エンジン回転数、エンジン負荷、水温補正などを算出し、これらの算出結果から、基本点火時期を算出する。基本点火時期は、エンジン１００から最大トルクを引き出す点火時期であるＭＢＴ（Minimum advance for the Best Torque）とも称される。

点火時期制御部２２は、ノック制御ＩＣ４０から判定結果を取得し、取得した判定結果と基本点火時期とにより、最終的な点火時期を算出する。また、点火時期制御部２２は、図示しないバッテリの電圧値を取得し、エンジン回転数とバッテリ電圧とにより、点火コイルへの通電時間を算出する。そして、演算により得た点火時期と通電時間を、点火指令信号として点火制御ＩＣ３０に出力する。

点火制御ＩＣ３０は、マイコン２０の点火時期制御部２２から出力される点火指令信号に基づいて、対応する気筒のイグナイタ１０２の駆動を制御する信号を生成し、出力するイグナイタ駆動回路３２を有している。イグナイタ１０２を含む点火システムは、イグナイタ１０２以外にも、一次コイル及び二次コイルを有する点火コイルと、二次コイルに接続された点火プラグと、を備えている。イグナイタ１０２は、点火コイルの一次コイルへの通電のオンオフを制御する。

イグナイタ１０２は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子を有しており、イグナイタ駆動回路３２からの信号に基づき、スイッチング素子をオンオフさせることで、一次コイルへの通電のオンオフを制御する。具体的には、スイッチング素子をオンさせて一次コイルへの通電を開始させ、上記した通電時間経過後、スイッチング素子をオフさせて一次コイルへの通電を遮断させる。この遮断に伴い二次コイルの電圧が昇圧され、点火プラグにて放電が生じる。

エンジンブロック１０４には、上記したクランク角センサ、水温センサなどとともに、エンジン１００のノッキング振動を検出するノックセンサ１０６が取り付けられている。ノックセンサ１０６は、エンジンブロック１０４の振動を検出する。

ノック制御ＩＣ４０は、ノックセンサ１０６の出力信号を取得して、ノッキングの有無、ノッキングが生じている場合のノックレベルを判定する。なお、ノッキング（又はノック）とは、エンジン１００のシリンダ内において未燃焼ガスが燃焼ガスにより圧縮されて自己着火し、急速に燃焼して圧力波が発生し、この圧力波がシリンダ内を往復して共鳴（共振）する現象である。

ノック制御ＩＣ４０は、抽出部４２、波形合成部４４、時間平均値算出部４６、ピーク検出部４８、記憶部５０、及び判定部５２を有している。なお、時間平均値算出部４６が算出部に相当する。

抽出部４２は、複数の振動モードにおける各共振周波数をそれぞれ含む複数の周波数帯の振動成分をそれぞれ抽出する。本実施形態では、図示しないＡＤ変換部を介して、抽出部４２にデジタル信号が入力される。抽出部４２は、一例として、２つの周波数帯の振動成分を抽出するように、第１バンドパスフィルタ４２ａ及び第２バンドパスフィルタ４２ｂを有している。第１バンドパスフィルタ４２ａは、振動モードが（１，０）モードの１次共振周波数を含む周波数帯の振動成分を抽出する。一方、第２バンドパスフィルタ４２ｂは、（２，０）モードの１次共振周波数を含む周波数帯の振動成分を抽出する。第１バンドパスフィルタ４２ａ及び第２バンドパスフィルタ４２ｂが、複数のバンドパスフィルタに相当する。

第１バンドパスフィルタ４２ａ及び第２バンドパスフィルタ４２ｂが抽出する周波数帯は、Ｄｒａｐｅｒが提唱する下記式に基づいて決定される１次共振周波数を含むように設定されている。
（式１）ｆ＝ρm,n・ｃ／（π・Ｂ）

なお、ｆは共振周波数、ρm,nは振動モード定数、ｃは音速、Ｂはエンジン１００のシリンダボア径である。振動モード定数ρm,nは、ベッセル関数の根とも称される。

燃焼で生じる筒内圧力波の共振振動は、すなわちノッキング振動は、図２に示すように複数の振動モードを有する。図２に示す各振動モード（ｍ，ｎ）において、破線は筒内振動の節を示し、プラスとマイナスは節のない部分においての相対的な段階、すなわち振動位相を示している。

図２に示す５つの振動モード（ｍ，ｎ）の１次共振周波数は、（１，０）モードが最も低い周波数、（１，１）モードが最も高い周波数となっている。１次共振周波数は、（１，０）モード＜（２，０）モード＜（０，１）モード＜（３，０）モード＜（１，１）モードの順となっている。

本実施形態では、第１バンドパスフィルタ４２ａが、（１，０）モードの１次共振周波数の振動成分を抽出すべく、（１，０）モードの１次共振周波数を含む所定周波数帯の振動成分を抽出するように設定されている。たとえば第１バンドパスフィルタ４２ａは、７ｋＨｚ〜８ｋＨｚの振動成分を抽出するように設定されている。また、第２バンドパスフィルタ４２ｂが、（２，０）モードの１次共振周波数の振動成分を抽出すべく、（２，０）モードの１次共振周波数を含む所定周波数帯の振動成分を抽出するように設定されている。たとえば第２バンドパスフィルタ４２ｂは、８ｋＨｚ〜１２ｋＨｚの振動成分を抽出するように設定されている。このように、抽出部４２は、ノッキングの５つの振動モードのうち、２つについて抽出する。

波形合成部４４は、第１バンドパスフィルタ４２ａにより抽出された周波数帯の振動成分と、第２バンドパスフィルタ４２ｂにより抽出された周波数帯の振動成分とを合成して、合成振動波形を生成する。合成振動波形には、（１，０）モードの１次共振周波数の振動成分と、（２，０）モードの１次共振周波数の振動成分が含まれる。

時間平均値算出部４６は、所定時間分の合成振動波形を時間平均処理し、時間平均値を算出する。時間平均値は、次式で示される。なお、Ｉが強度であり、ｂは強度を取得したデータ数である。強度Ｉのａ乗値（ａ≧１）を積算し、強度Ｉを取得した所定時間分のデータ数ｂで除算するため、時間平均値となる。
（式２）時間平均値＝｛（ΣＩ^a）／ｂ｝^１／a

本実施形態では、一例として、強度Ｉを５乗し、その積算値をデータ数ｂで除算することで、時間平均値を算出する。図３及び図４は、同じ周波数帯について、振動成分の強度Ｉを５乗した状態を示しており、図３はノッキングなし、図４は第１ノックレベルを示している。図３及び図４の縦軸は強度の５乗、横軸は時間を示している。図３及び図４に示すように、強度Ｉをａ乗（ａ≧２）すると、ノッキングなしと第１ノックレベルとが判別しやすくなる。

ピーク検出部４８は、抽出部４２により抽出された複数の周波数帯のうち、最も低い共振周波数を含む周波数帯の振動成分について、ピーク強度を検出する。本実施形態では、（１，０）モードの１次共振周波数が最も周波数の低い共振周波数である。したがって、（１，０）モードの１次共振周波数を含む周波数帯の振動成分について、ピーク強度を検出する。図５に示すように、第１ノックレベル以下の振動のピーク強度と第２ノックレベルの振動のピーク強度には差があるため、ピーク強度によって両者の判別が可能である。図５では、後述する第２閾値以上の強度を示すピークが第２ノックレベルの振動を示し、それ以外は第１ノックレベル以下の振動を示している。図５の縦軸は強度、横軸は時間を示している。

記憶部５０には、判定部５２が判定処理に用いる閾値が予め記憶されている。記憶部５０としては、エンジンＥＣＵの電源を落としてもデータを保持できるメモリを採用することができる。閾値は、たとえばエンジンＥＣＵ１０の製造時に記憶部５０に記憶される。記憶部５０には、判定部５２が実行する第１比較処理用の第１閾値と、第２比較処理用の第２閾値が記憶されている。第１閾値は、上記した時間平均値の比較対象となる。第２閾値は、上記したピーク強度の比較対象となる。

判定部５２は、時間平均値と第１閾値とを比較する第１比較処理と、ピーク強度と第２閾値とを比較する第２比較処理を実行する。これら比較処理により、判定部５２は、ノッキングの有無と、ノッキングの振動レベルであるノックレベルが、第１ノックレベル及び第１ノックレベルよりも高い第２ノックレベルのいずれであるかと、を判定する。

次に、図６に基づき、ノック制御ＩＣ４０が実行するノック判定処理について説明する。ノック制御ＩＣ４０は、エンジン１００の駆動タイミングにおいて、以下に示す処理を所定周期で繰り返し実行する。

図６に示すように、ノック制御ＩＣ４０は、先ずノックセンサ１０６の出力信号を取得し（ステップＳ１０）、取得した信号をＡＤ変換する。

次いで、抽出部４２は、（１，０）モードの１次共振周波数を含む周波数帯の振動成分と、（２，０）モードの１次共振周波数を含む周波数帯の振動成分をそれぞれ抽出する（ステップＳ２０）。抽出部４２は、上記したように、第１バンドパスフィルタ４２ａにより、（１，０）モードの１次共振周波数を含む周波数帯の振動成分を抽出する。また、第２バンドパスフィルタ４２ｂにより、（２，０）モードの１次共振周波数を含む周波数帯の振動成分を抽出する。

次いで、波形合成部４４は、抽出部４２により抽出された複数の周波数帯の振動成分を合成し、合成振動波形を生成する（ステップＳ３０）。本実施形態では、（１，０）モードの１次共振周波数を含む周波数帯の振動成分と、（２，０）モードの１次共振周波数を含む周波数帯の振動成分を合成する。

次いで、時間平均値算出部４６は、所定時間分の合成振動波形を時間平均処理し、時間平均値を算出する（ステップＳ４０）。本実施形態では、上記した式２に従い、強度Ｉを５乗して時間平均値を算出する。

次いで、ピーク検出部４８は、抽出部４２により抽出された複数の周波数帯のうち、最も低い共振周波数を含む周波数帯の振動成分について、ピーク強度を検出する（ステップＳ５０）。本実施形態では、（１，０）モードの１次共振周波数が最も周波数の低い共振周波数である。したがって、（１，０）モードの１次共振周波数を含む周波数帯の振動成分について、ピーク強度を検出する。

次いで、判定部５２は、記憶部５０に予め記憶された第１閾値と、ステップＳ４０で算出された時間平均値とを比較（ステップＳ６０）する。すなわち、第１比較処理を実行する。そして、時間平均値が第１閾値未満の場合、判定部５２は、ノッキングなしと判定する（ステップＳ７０）。

一方、時間平均値が第１閾値以上の場合、判定部５２は、第１ノックレベル以上のノッキングありと判定し、次いで、記憶部５０に予め記憶された第２閾値と、ステップＳ５０で検出されたピーク強度とを比較する（ステップＳ８０）。すなわち、第２比較処理を実行する。ピーク強度が第２閾値未満の場合、判定部５２は、生じたノッキングは第１ノックレベルであると判定（ステップＳ９０）する。ピーク強度が第２閾値以上の場合、判定部５２は、生じたノッキングが第２ノックレベルであると判定（ステップＳ１００）する。

第１ノックレベルとは、エンジン１００にダメージがない程度のわずかな振動レベルであり、微ノックレベル、弱ノックレベルとも称される。第１ノックレベルの振動は、聴感技能者によって何とか聴きとれるレベルである。第２ノックレベルとは、第１ノックレベルよりも強度が高い振動レベルである。第２ノックレベルの振動は、第１ノックレベルの振動よりも発生頻度は少ないが、ピーク強度が顕著に大きいものである。

ステップＳ７０，Ｓ９０，Ｓ１００の判定後、判定部５２は、判定結果をマイコン２０の点火時期制御部２２に出力する（ステップＳ１１０）。以上により、一連の処理を終了する。

なお、点火時期制御部２２は、ノック制御ＩＣ４０から判定結果を取得すると、この判定結果と上記した基本点火時期とにより、最終的な点火時期を算出する。たとえば、点火時期制御部２２は、先ず現在の点火時期が基本点火時期（ＭＢＴ）よりも遅角しているか否かを判定する。遅角していない場合、すなわち一致又は進角している場合、点火時期制御部２２は、基本点火時期を点火時期とする。

一方、遅角している場合、点火時期制御部２２は、判定結果によって異なる処理を実行する。ノッキングなしを示す判定結果を取得すると、点火時期制御部２２は、点火時期を所定値だけ進角させる。第１ノックレベルを示す判定結果を取得すると、点火時期制御部２２は、現在の点火時期を保持する。第２ノックレベルを示す判定結果を取得すると、点火時期制御部２２は、点火時期を所定値だけ遅角させる。

次に、本実施形態に係るエンジン制御装置１０の効果について説明する。

上記したように、燃焼で生じる筒内圧力波の共振振動、すなわちノッキングは、複数の振動モードを有する。本実施形態では、抽出部４２が、２つの振動モードの各共振周波数をそれぞれ含む２つの周波数帯の振動成分を抽出する。そして、波形合成部４４が、抽出された２つの周波数帯の振動成分について波形合成する。これにより、抽出される第１ノックレベルの振動を増やしつつ、周波数帯を個々に設定することで不要なノイズを除去することができる。すなわち、１つの周波数帯の振動成分を抽出する場合に較べて、ノックレベルの低い第１ノックレベルとノッキングなしとを判別しやすくすることができる。

また、時間平均値算出部４６が、合成振動波形を時間平均処理して時間平均値を算出する。これにより、第１ノックレベルの振動の強度ばらつきを低減できる。したがって、時間平均値と第１閾値との比較により、ノッキングなしと、第１ノックレベル以上のノックレベルと、を判別することができる。

また、ピーク検出部４８が、抽出された２つの周波数帯のうち、最も低い共振周波数を含む周波数帯の振動成分のピーク強度を検出する。一般的に、共振周波数の周波数が低いほどピーク強度が高い。したがって、ピーク強度と第２閾値との比較により、第２ノックレベルと、第１ノックレベル以下と、を判別することができる。

以上により、本実施形態によれば、ノッキングの有無に加えて、ノックレベルについても判定することができる。具体的には、ノッキングなし、第１ノックレベル、第２ノックレベルのいずれに該当するかを判定することができる。これにより、従来よりも点火時期を最適化することができる。

特に本実施形態では、時間平均値算出部４６が、強度Ｉをａ乗（ａ≧２）して時間平均値を算出する。これにより、ａ＝１に較べて、ノッキングなしと第１ノックレベルとを、より判別しやすくすることができる。

また、本実施形態では、判定部５２が、先に第１比較処理を実施し、第１比較処理でノッキングありと判定した場合には、第１比較処理に次いで第２比較処理を実施する。これによれば、ノッキングなしの判定タイミングを早めることができる。よって、点火時期を基本点火時期（ＭＢＴ）とする場合に、その処理時間を短縮することができる。

また、本実施形態では、第１バンドパスフィルタ４２ａが、（１，０）モードの１次共振周波数の振動成分を抽出すべく、（１，０）モードの１次共振周波数を含む所定周波数帯の振動成分を抽出するように設定されている。また、第２バンドパスフィルタ４２ｂが、（２，０）モードの１次共振周波数の振動成分を抽出すべく、（２，０）モードの１次共振周波数を含む所定周波数帯の振動成分を抽出するように設定されている。このように、上記した式１により決定される１次共振周波数を含むように、バンドパスの周波数帯が予め決定されている。したがって、外部環境の影響を受けにくく、ノッキング振動を精度良く検出することができる。

特に本実施形態では、複数の振動モードのうち、（１，０）モードと（２，０）モードの１次共振周波数は、ピーク強度が高い。これにより、ノッキング振動、特に第１ノックレベルの振動の検出精度を向上することができる。

（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示したエンジン制御装置１０と共通する部分についての説明は省略する。

第１実施形態では、判定部５２が、先に第１比較処理を実施し、第１比較処理でノッキングありと判定した場合には、第１比較処理に次いで第２比較処理を実施する例を示した。これに対し、本実施形態では、判定部５２が、先に第２比較処理を実行し、第２比較処理で第２閾値未満と判定した場合に、第２比較処理に次いで第１比較処理を実行する。

図７に示すように、ステップＳ５０までの処理は第１実施形態（図６参照）と同じである。ステップＳ５０の終了後、判定部５２は、記憶部５０に予め記憶された第２閾値と、ステップＳ５０で検出されたピーク強度とを比較する（ステップＳ５５）。すなわち、第２比較処理を実行する。ピーク強度が第２閾値以上の場合、判定部５２は、生じたノッキングが第２ノックレベルであると判定（ステップＳ６５）する。

ピーク強度が第２閾値未満の場合、次いで、判定部５２は、記憶部５０に予め記憶された第１閾値と、先に算出された時間平均値とを比較（ステップＳ７５）する。すなわち、第１比較処理を実行する。そして、時間平均値が第１閾値以上の場合、判定部５２は、第１ノックレベルであると判定する（ステップＳ８５）。一方、時間平均値が第１閾値未満の場合、判定部５２は、ノッキングなしと判定する（ステップＳ９５）。そして、ステップＳ６５，Ｓ８５，Ｓ９５の判定後、判定部５２は、判定結果をマイコン２０の点火時期制御部２２に出力する（ステップＳ１１０）。以上により、一連の処理を終了する。

これによれば、第２ノックレベルの判定タイミングを早めることができる。これにより、点火時期を遅角させる処理を早めることができる。

（第３実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示したエンジン制御装置１０と共通する部分についての説明は省略する。

第１実施形態では、抽出部４２が、上記した式１により決定される１次共振周波数を含むように、バンドパスの周波数帯が予め決定された第１バンドパスフィルタ４２ａ及び第２バンドパスフィルタ４２ｂを有している。そして、これら第１バンドパスフィルタ４２ａ及び第２バンドパスフィルタ４２ｂにより、（１，０）モードの１次共振周波数を含む所定周波数帯の振動成分と、（２，０）モードの１次共振周波数を含む所定周波数帯の振動成分を抽出する例を示した。

これに対し、本実施形態では、図８に示すように、ステップＳ１０の処理を実行後、取得したノックセンサ１０６の信号を、抽出部４２が周波数分離する（ステップＳ１２）。たとえば、図９に示すように、所定周波数（たとえば５ｋＨｚ）ごとに分離する。図９では、第１周波数域から第ｆ周波数域まで分離されている。なお、図９の縦軸は強度、横軸は時間を示している。

次いで、抽出部４２は、分離した各周波数域についてピーク強度を検出する（ステップＳ１４）。そして、分離したすべての周波数域の中からピーク強度の高い複数の周波数域を選択することで、複数の振動モードの各共振周波数をそれぞれ含む周波数帯の振動成分を抽出する（ステップＳ１６）。たとえば、最もピーク強度の高い周波数域と、２番目にピーク強度の高い周波数域を選択する。これにより、（１，０）モードの１次共振周波数を含む周波数域と、（２，０）モードの１次共振周波数を含む周波数域が選択される。

図８に示すように、ステップＳ１６以降の処理、すなわちステップＳ３０以降の処理は、第１実施形態（図６参照）と同じである。なお、ステップＳ３０以降の処理として、第２実施形態（図７参照）に示した処理を採用することもできる。このため、先行実施形態と同様の効果を奏することができる。

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

ノック制御ＩＣ４０の一部として、抽出部４２、波形合成部４４、時間平均値算出部４６、ピーク検出部４８、記憶部５０、及び判定部５２が構成される例を示した。しかしながら、これに限定されない。抽出部４２、波形合成部４４、時間平均値算出部４６、ピーク検出部４８、記憶部５０、及び判定部５２の少なくともひとつは、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。たとえばハードウェアである電子回路によって提供される場合、それはデジタル回路及びアナログ回路の少なくとも一方によって提供することができる。

上記実施形態では、ノッキングを検出するために、エンジン１００の振動を検出するノックセンサ１０６を用いる例を示した。しかしながら、エンジン１００の音を検出するセンサを採用することもできる。

抽出部４２が抽出する振動モードとしては、（１，０）モードと（２，０）モードに限定されない。たとえば（２，０）モードと（０，１）モードとしてもよい。また、２つの振動モードに限定されず、３つ以上の振動モードを抽出してもよい。

時間平均値算出部４６が、強度Ｉを５乗（ａ＝５）して積算し、時間平均値を算出する例を示した。しかしながら、５乗に限定されるものではない。ａ≧１であればよい。たとえば２乗して積算してもよい。

１０…エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）、２０…マイコン、２２…点火時期制御部、３０…点火制御ＩＣ、３２…イグナイタ駆動回路、４０…ノック制御ＩＣ、４２…抽出部、４２ａ…第１バンドパスフィルタ、４２ｂ…第２バンドパスフィルタ、４４…波形合成部、４６…時間平均値算出部、４８…ピーク検出部、５０…記憶部、５２…判定部、１００…エンジン、１０２…シリンダブロック、１０４…ノックセンサ、１０６…イグナイタ

Claims (5)

1. 外部からエンジンの音又は振動を取得して、複数の振動モードにおける各共振周波数をそれぞれ含む複数の周波数帯の振動成分をそれぞれ抽出する抽出部（４２）と、
   抽出された複数の前記周波数帯の振動成分を合成して合成振動波形を生成する波形合成部（４４）と、
   所定時間分の前記合成振動波形を時間平均処理して時間平均値を算出する算出部（４６）と、
   複数の前記周波数帯のうち、最も低い共振周波数を含む周波数帯の振動成分のピーク強度を検出するピーク検出部（４８）と、
   第１閾値及び第２閾値が予め格納された記憶部（５０）と、
   前記時間平均値と前記第１閾値とを比較する第１比較処理と、前記ピーク強度と前記第２閾値とを比較する第２比較処理とにより、ノッキングの有無と、ノックレベルが第１ノックレベル及び前記第１ノックレベルよりも高い第２ノックレベルのいずれであるかと、を判定する判定部（５２）と、
   を備えるエンジン制御装置。
2. 前記判定部は、
   前記第１比較処理の結果、前記時間平均値が前記第１閾値未満の場合にノッキングなし、前記時間平均値が前記第１閾値以上の場合にノッキングありと判定し、
   ノッキングありと判定した場合には、前記第１比較処理に次いで前記第２比較処理を実行し、
   前記第２比較処理の結果、前記ピーク強度が前記第２閾値未満の場合に前記第１ノックレベル、前記ピーク強度が前記第２閾値以上の場合に前記第２ノックレベルと判定する請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記判定部は、
   前記第２比較処理の結果、前記ピーク強度が前記第２閾値以上の場合に前記第２ノックレベルと判定し、
   前記ピーク強度が前記第２閾値未満と判定した場合には、前記第２比較処理に次いで前記第１比較処理を実行し、
   前記第１比較処理の結果、前記時間平均値が前記第１閾値未満の場合にノッキングなし、前記時間平均値が前記第１閾値以上の場合に前記第１ノックレベルと判定する請求項１に記載のエンジン制御装置。
4. 前記抽出部は、複数の前記周波数帯の振動成分をそれぞれ抽出する複数のバンドパスフィルタ（４２ａ，４２ｂ）を有し、
   各バンドパスフィルタは、
   共振周波数をｆ、振動モード定数をρm,n、音速をｃ、前記エンジンのシリンダボア径をＢをとすると、
   ｆ＝ρm,n・ｃ／（π・Ｂ）
   にて決定される共振周波数に基づいて、抽出する前記周波数帯がそれぞれ設定されている請求項１〜３いずれか１項に記載のエンジン制御装置。
5. 前記抽出部は、前記振動モードが（１，０）モードの共振周波数を含む前記周波数帯の振動成分と、前記振動モードが（２，０）モードの共振周波数を含む前記周波数帯の振動成分と、をそれぞれ抽出する請求項１〜４いずれか１項に記載のエンジン制御装置。

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